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第19讲核酸是遗传物质的证据第20讲遗传信息的传递第21讲遗传信息的表达、RNA和蛋白质的合成考试说明知识内容要求(1)核酸是遗传物质的证据Ⅱ(2)DNA分子结构和特点Ⅱ(3)遗传信息的传递Ⅱ(4)遗传信息的表达Ⅱ知识框架复习策略根据新课标地区近三年的高考情况，“基因的本质和表达”也处于非常重要的地位，试题呈现形式主要有：(1)注重概念、过程的考查：命题多以选择题为主，如DNA复制、转录过程中碱基的计算等。识记性知识较多(如复制、转录、基因、密码子等概念性的内容)，将类似或相近的知识进行比较(如转录与翻译、密码子与反密码子等)，也是考查形成知识结构的重要方法。(2)强调经典实验的理解：对发现遗传物质的经典实验，如肺炎双球菌的体内、体外转化实验，噬菌体侵染细菌的实验常以选择题的形式考查实验的设计思路、设计技巧和结论。(3)关注知识的联系与计算：将DNA分子的结构、复制、表达、细胞分裂、放射性同位素技术等知识相综合，题型多为选择题。由于本单元涉及的概念知识较多，高考中仍以基础知识和基本能力的考查为主，所以复习时要注意对本单元知识中的重点、难点、考点和疑点的理解与分析。复习的要点是：(1)加强知识的归纳、比较与识记：本单元知识概念多、比较抽象且容易混淆，首先在理解的基础上进行记忆，对相关的内容进行分析、比较，找出其共性与区别，如DNA与RNA的化学组成和结构，DNA的复制、转录，翻译与逆转录，基因与怀状的关系等。(2)发挥表格、图表对本章内容的整合作用，将所学本章知识系统化。如对复制、转录与翻译的比较，染色体、DNA、基因、蛋白质与性状等内容的梳理。(3)注重计算类型题目：DNA的复制、转录及基因的表达知识点可以设置一系列计算题，平时复习加强训练的同时要进行归纳、分类总结，明确知识点间的联系，注重解题时模型图的构建。使用建议1．该部分内容知识点间的联系密切，教师在引领学生复习时需注意：(1)注重知识的分析与比较：如DNA的复制与转录、基因与DNA的区别联系、基因如何指导蛋白质的合成等。(2)构建知识网络：教师可以以“DNA——基因——遗传信息”为主线，将DNA的结构成分、特点，基因、DNA、染色体、蛋白质与生物性状的关系进行总结归纳，将零碎的知识条理化，以便于学生记忆。(3)归纳、总结解题规律与技巧：本部分知识涉及“基因中碱基数与信使RNA中碱基数”、“信使RNA中碱基数与氨基酸数”以及“最多”和“最少”的计算与分析。在加强习题训练的同时引导学生进行规律、解题方法的总结。2．课时安排：本单元分3讲，建议7课时完成，每讲1课时，单元训练卷及滚动卷和讲评各1课时。核酸是遗传物质的证据考点整合稳定性连续性DNA蛋白质多糖类荚膜多糖类荚膜不死亡死亡不死亡死亡DNADNA是遗传物质DNA蛋白质35SDNA蛋白质没有进入细菌体内要点探究►探究点一肺炎双球菌的转化实验实验思想：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们在遗传中的作用。(噬菌体侵染细菌的实验也是这样)1.肺炎双球菌在体内的转化实验(格里菲思实验)(1)实验过程和现象(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。2.肺炎双球菌在体外的转化实验(艾弗里实验)(1)实验过程和现象S型活菌分离出DNA、蛋白质、多糖、DNA水解物①DNA＋R型活菌→R型活菌、S型活菌②蛋白质＋R型活菌→R型活菌③多糖＋R型活菌→R型活菌④DNA水解产物＋R型活菌→R型活菌(2)结论：S型细菌的DNA使R型活菌转化成S型活菌。①肺炎双球菌的类型：R型——菌落粗糙、无荚膜、无毒性；S型——菌落光滑、有荚膜、有毒性。理解实验：②加热杀死的S型细菌蛋白质分子的空间结构被破坏，但其DNA没有变性；加热到一定程度，蛋白质分子的结构(空间结构)会被破坏，从而丧失生物活性。实验证明，把DNA溶液加热到沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但如将其缓慢冷却，分离的单链又可部分得以重聚，恢复其螺旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致DNA变性。③该实验体现了一个完整的科学发现过程，即发现问题→提出假说→实验验证→得出结论。格里菲思的工作相当于前两步，艾弗里的工作相当于后两步。④格里菲思的体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，艾弗里体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。⑤该实验还遵循了实验设计的对照原则，增强了结果的科学性和可信度。例如，体内转化实验中，注射R型活细菌与注射S型活细菌相对照，说明S型活细菌有毒性；体外转化实验中，各组互为对照，说明只有DNA才是遗传物质。⑥在肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌和活的R型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，死亡小鼠体内既有活的R型细菌，又有活的S型细菌。原因是加热杀死的S型细菌体内的转化因子促使活的R型细菌转变成活的S型细菌。这种转化属于基因重组。⑦艾弗里的体外转化实验还可以证明：多糖、脂质、蛋白质、RNA、DNA水解产物等不是遗传物质；DNA能引起可遗传的变异。例1[2009·潍坊一中]在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，用DNA酶处理过的、从S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置该实验步骤的目的是()A.证明R型菌生长不需要DNAB.补充R型菌生长所需要的营养物质C.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照【答案】D【解析】DNA酶能水解DNA，使其失去活性，这样可以将“失去活性的DNA与R型菌混合培养”与“以S型菌的具有生物活性的DNA与R型菌混合培养”进行对照，比较它们的作用。【点评】解决该题学生需正确分析、理解肺炎双球菌体外转化实验的过程，理清每一操作步骤的目的。本题是从体外转化实验目的角度进行考查，而下面的变式题主要检测该实验的结果。变式题[2009·东营模拟]肺炎双球菌转化实验证明了()A.基因位于染色体上B.染色体是遗传物质的主要载体C.DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质【答案】C【解析】根据教材中该实验的过程可知，实验中将S型菌的蛋白质、多糖、DNA、DNA水解产物分别单独做实验看其作用，由结果看出“将S型菌的DNA与R型菌混合培养”时，会出现S型菌，而其他的实验皆未出现S型菌，所以此实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。►探究点二噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体的结构：外部——蛋白质外壳；内部——DNA2.实验方法：放射性同位素标记法(示踪法)3.实验思路：用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用。4.侵染的过程及特点：实验材料T2噬菌体、大肠杆菌实验过程与实验结果①标记细菌：细菌＋含35S的培养基→含35S的细菌细菌＋含32P的培养基→含32P的细菌②标记噬菌体：噬菌体＋含35S的细菌→含35S的噬菌体噬菌体＋含32P的细菌→含32P的噬菌体③噬菌体侵染细菌：含35S的噬菌体＋细菌→上清液放射性高，沉淀物放射性很低含32P的噬菌体＋细菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高实验分析因为上清液中含未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体外壳，沉淀物中含被感染的细菌。所以过程③表明噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌内部【说明】(1)用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌体，只有用相关元素标记其宿主，再让噬菌体侵染宿主，才能使其增殖，子代被标记。实验材料T2噬菌体、大肠杆菌实验结论直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质间接证明：①DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢过程和性状不能证明：①DNA是主要的遗传物质②蛋白质不是遗传物质(2)S元素只存在于某些蛋白质中，P主要分布于DNA(核酸)中，故可以用其同位素分别标记蛋白质和核酸两种成分，以了解两者在遗传上的作用。其余元素组成相同，不能用于标记。(3)“用被35S和32P标记的噬菌体分别去侵染细菌”，即噬菌体不能同时标记35S和32P。如果同时标记的话，就不易把35S标记的蛋白质和32P标记的DNA区分开来。(4)该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，也不能证明DNA是主要的遗传物质。(5)如果噬菌体和细菌同时被标记同位素，如噬菌体标记32P，细菌标记31P，注意噬菌体的后代中含32P少，而含31P多，比例是2/2n(繁殖n代)。(6)此实验还证明了DNA能够自我复制，在亲子代之间能够保持一定的连续性，也证明了DNA能够控制蛋白质的合成。(7)虽然细菌转化实验与噬菌体侵染细菌的实验方法不同(前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪法)，但思路基本一致且都遵循了对照原则。例2[2009·烟台模拟]噬菌体侵染细菌的实验，除证明DNA是遗传物质外，还间接地说明了DNA()A.能产生可遗传的变异B.蛋白质不是遗传物质C.能控制蛋白质的合成D.是生物的主要遗传物质【答案】C【解析】噬菌体侵染细菌的实验，子代噬菌体是在噬菌体的DNA控制下合成的，根据噬菌体的组成成分：蛋白质外壳、DNA可以得出，该实验除了证明DNA是遗传物质外，还间接地说明了DNA能控制蛋白质合成。【点评】本题考查学生对该实验的理解。该题从噬菌体侵染细菌实验的结果上进行考查，而下面的变式题主要考查该实验的过程。变式题某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，对噬菌体的DNA用32P标记，让其中—个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，最后释放出100个噬菌体，则下列说法正确的是()A.噬菌体侵染细菌的实验是用被标记的噬菌体侵染被标记的细菌。B.最后释放出的100个噬菌体中，有98个噬菌体的DNA含32PC.标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养噬菌体D.标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体【解析】噬菌体侵染细菌的实验是用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌；由于DNA的复制为半保留复制，所以，最后释放出的100个噬菌体中，有2个噬菌体的DNA含32P；标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体，因为噬菌体营寄生生活。【答案】D1.烟草花叶病毒的感染实验2．烟草花叶病毒重建实验►探究点三烟草花叶病毒的感染和重建实验结论：只有RNA时(如RNA病毒)RNA是遗传物质3.RNA病毒遗传物质是RNA的病毒，如冠状病毒(SARS病毒)、小儿麻痹病毒、脑炎病毒、流感病毒和艾滋病病毒(HIV)等。例3车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以RNA作为遗传物质的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后导致植物表现的症状不同(如图19－1所示)：图19－1将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物或使不同病毒的RNA与蛋白质重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物。(1)图a、b表现症状不同，其根本原因是______________。(2)画出叶片A、叶片B、叶片C表现出的感染症状。(3)从以上感染实验可知，起感染作用的是___________。(4)画出由叶片C繁殖产生的子代病毒的图示。(5)以上实验证明_________________________________。(6)该实验的设计思路是___________________________。【答案】(1)TMV和HRV具有不同的RNA(2)(3)病毒的RNA(4)(5)TMV和HRV的遗传物质是RNA(6)将病毒的RNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的遗传功能【解析】此实验用于证明TMV和HRV的遗传物质是RNA。在实验设计思路上仍然遵循教材中“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”的思想方法，即将病毒的RNA与蛋白质分离，单独感染并研究其遗传功能。遗传物质不同，其控制的生物性状不同，因而(a)(b)中症状不同。“杂种”病毒的RNA和蛋白质来自不同的病毒，其繁殖产生的子代病毒应同“杂种”病毒RNA所代表的病毒完全一样。【点评】此题的创新之处是用TMV的蛋白质和HRV的RNA组合形成“杂种”病毒，是