高中生物必修二 第三章 基因的本质

遗传与进化第三章基因的本质第一节 DNA是主要的遗传物质两种肺炎双球菌格里菲思的小鼠转化实验S型细菌加热后，蛋白质部分变性失活，而DNA的性质未改变，对于S型细菌自身来说，蛋白质失活即死亡。

当加热失活的S型细菌与R型细菌混合时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，利用R型细菌内的化学成分合成S型细菌的DNA和蛋白质，转化成了具有毒性的S型细菌。

【实验结论】格里菲思的推论：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中必然含有某中促成这一转化的活性物质——“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。

艾弗里的实验①S型细菌的DNA使RNA型细菌发生转化②S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化【实验结论】DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。

T2噬菌体的特点（1）结构：外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。

（2）生活方式：必须寄生于大肠杆菌体内，不能独立代谢。

（3）增殖特点：在噬菌体自身的遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。

当噬菌体增殖到一定数量后大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。

（4）噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→复制合成→组装→释放。

在合成子代噬菌体的DNA 和蛋白质过程中，除模板DNA的两条脱氧核苷酸长链是由亲代噬菌体提供的以外，原料、能量、酶、场所等都是由细菌提供的。

噬菌体侵染大肠杆菌的实验因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；DNA中含有蛋白质没有的特殊元素P，所以用32P标记DNA；因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N，所以此实验不能标记C、H、O、N。

【实验过程】（2）离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

【实验结果】（1）用35S标记的一组感染实验，上清液（T2噬菌体）的放射性很高，沉淀物的放射性很低，在新形成的噬菌体中没有检测到35S。

高中生物必修二第三章基因的本质知识点总结全面整理单选题1、下列关于病毒的叙述，错误的是A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率答案：B分析：本题以“病毒”为情境，考查了几种常见的DNA病毒和RNA病毒及其宿主等相关内容，选项命题角度新颖，试题较易。

烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，因此从烟草花叶病毒中可以提取到RNA，A正确；T2噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的病毒，可见，T2噬菌体可感染大肠杆菌导致其裂解，B错误；艾滋病的全称是获得性免疫缺陷综合征，其发病机理是HIV病毒主要侵染T细胞，使机体几乎丧失一切免疫功能，C正确；阻断病毒的传播，是保护易感人群的有效措施之一，可降低其所致疾病的发病率，D正确。

小提示：根据遗传物质的不同，将病毒分为DNA病毒（如T2噬菌体）和RNA病毒(如烟草花叶病毒、流感病毒、HIV等)。

T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，HIV病毒主要侵染T细胞，导致人患获得性免疫缺陷综合征。

2、为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA答案：C分析：艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开，与R型菌混合培养，观察S型菌各个成分所起的作用。

最后再S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌，证明了DNA是遗传物质。

甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。

高中生物必修二第三章基因的本质重点归纳笔记单选题1、如图所示为果蝇某一条染色体上的部分基因。

该图示能表明A．基因在染色体上呈线性排列B．染色体是基因的主要载体C．染色体上的绝大多数片段都是基因D．深红眼基因和朱红眼基因互为等位基因答案：A分析图解，图示表明基因在染色体上呈线性排列，A正确；图示无法说明染色体是基因的主要载体，只能说明染色体是基因的载体，B错误；此图只能说明一条染色体上有多个基因，而不能说明染色体上的绝大多数片段都是基因，C错误；等位基因位于同源染色体上，而深红眼基因和朱红眼基因位于一条染色体上，为非等位基因，D错误。

2、下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（）A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA答案：C分析：1 .噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。

2 .噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。

A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；C、大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。

故选C。

3、为研究使 R 型菌转化为 S 型菌的转化因子的化学本质，某科研小组进行了肺炎双球菌的体外转化实验，其基本过程如图所示。

下列有关叙述正确的是（）A．甲组培养基上长出的菌落种类与乙组不同B．S 型菌提取物经甲、丙两组处理后转化因子活性基本相同C．R 型菌转化为 S 型菌的变异原理是基因突变D．若增加 RNA 酶处理提取物的对照实验，会更有说服力答案：D分析：艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA, R型细菌才能够转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化就越有效；如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。

高一生物必修2 第三章 基因的本质第一节 DNA 是主要的遗传物质 1.肺炎双球菌的转化实验（1）、体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。

①实验过程结论：在S 型细菌中存在转化因子可以使R 型细菌转化为S 型细菌。

（2）、体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。

①实验过程结论：DNA 是遗传物质 2.噬菌体侵染细菌的实验 1、实验过程 ①标记噬菌体含35S 的培养基−−−→培养含35S 的细菌35S −−−→培养蛋白质外壳含35S 的噬菌体 含32P 的培养基−−−→培养含32P 的细菌−−−→培养内部DNA 含32P 的噬菌体 ②噬菌体侵染细菌含35S 的噬菌体−−−−→侵染细菌细菌体内没有放射性35S 含32P 的噬菌体−−−−→侵染细菌细菌体内有放射线32P 结论：进一步确立DNA 是遗传物质 3.烟草花叶病毒感染烟草实验： （1）、实验过程（2）、实验结果分析与结论 烟草花叶病毒的RNA 能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA 是它的遗传物质。

4、生物的遗传物质 非细胞结构：DNA 或RNA 生物原核生物：DNA细胞结构真核生物：DNA结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA 病毒）的遗传物质是DNA ，所以说DNA 是主要的遗传物质。

第二节 DNA 分子的结构 DNA 分子的结构（1）基本单位---脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）2、DNA 分子有何特点？ ⑴稳定性是指DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。

⑵多样性构成DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA 分子的多样性。

⑶特异性每个特定的DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA 分子的特异性。

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质 (1)第2节DNA的结构 (7)第3节DNA的复制 (12)第4节基因通常是有效遗传的DNA片段 (12)第1节DNA是主要的遗传物质肺炎链球菌的转化实验1.对遗传物质的早期推测(1)20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。

(2)20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

2.两种肺炎链球菌的比较图示菌落(光滑、粗糙) 有无荚膜有无毒性S型细菌光滑有有R型细菌粗糙无无两种菌在小鼠体内繁殖，毒性效果相互对照3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验结论：加热致死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌还不知道转化因子的化学本质4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验在人工培养基中繁殖【科学方法】自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。

(1)加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。

例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就是利用了“加法原理”。

作加温、滴加FeCl3(2)减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。

例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就是利用了“减法原理”。

[典例1]在肺炎链球菌的转化实验中，促进R型菌转化成S型菌的转化因子是S 型菌的( )A.蛋白质B.多糖C.RNAD.DNA答案 D【易错提示】(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌；(2)由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性；(3)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组都通过添加特定的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了自变量控制中的“减法原理”。

高中生物必修二第三章基因的本质重难点归纳单选题1、图示DNA复制过程，下列叙述正确的是（）A．DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量B．新形成的两条单链复制的方向不同且均为连续复制C．该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生D．复制后的两个DNA分子位于一个或两个染色体上答案：D分析：根据题意和图示分析可知：DNA分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP；DNA在复制过程中，边解旋边进行半保留复制。

A、DNA复制过程需要引物引导复制的开始，也需要消耗ATP，A错误；B、DNA分子是反向平行的，而复制的时候只能是从5’端向3’端延伸，所以两条子链合成方向相反，且据图可知，并非两条链均为连续复制，B错误；C、哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA分子复制，C错误；D、复制后的两个DNA分子位于一个（着丝点断裂之前）或两个染色体上（着丝点断裂后），D正确。

故选D。

2、用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养并使其进行细胞分裂。

在第二次有丝分裂的后期，每个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是（）A．20 .20B．40 .40C．40 .20D．20 .40答案：C分析：于DNA分子的复制方式是半保留复制，用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的染色体DNA分子，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，经过一次细胞分裂产生的子细胞中的DNA分子一条链含有放射性，一条链不含有放射性；在第二次细胞分裂的中期，一条染色体上含有2个染色单体，其中一条染色单体含有放射性，一条染色体上不含有放射性，两条染色单体由一个着丝点连接，因此20条染色体都含有放射性；细胞分裂后期着丝点分裂，染色单体变成子染色体，染色体暂时加倍，其中一半染色体含有放射性，一半染色体不含有放射性。

有丝分裂后期着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，故细胞中染色体总数为40条；由分析可知，用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的染色体DNA分子，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期细胞中，被32P标记的染色体条数为20条。

高中生物必修二第三章基因的本质一、基因本质的证明过程1、艾弗里的肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌的毒性S型细菌：菌体表面有多糖类的荚膜;形成的菌落表面光滑smooth;有毒性R型细菌：菌体表面没有荚膜;形成的菌落表面粗糙rough;无毒性2体内转化实验①R型活细菌注射活鼠→小鼠不死亡②S型活细菌注射活鼠→小鼠死亡;从体内分离出S型活细菌③加热后杀死的S型死细菌注射活鼠→小鼠不死亡④加热后杀死的S型死细菌和R型活细菌混合后注射活鼠→小鼠死亡;从体内分离出S型活细菌和R型细菌⑤得到推论：被加热杀死的S型细菌中;含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”;这种转化因子将无毒的R型活细菌转化为S型活细菌..3体外转化实验①往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的DNA→R型菌和S型菌②往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的蛋白质或荚膜多糖→R型菌③往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的DNA和DNA酶→R型菌④结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质;而蛋白质不是..即DNA是遗传物质（4）转化的实质是基因重组而不是基因突变;R型细菌吸收了S型细菌的DNA;整合到R型细菌的DNA中;使受体细胞获得新的遗传信息;表现出S型细菌的性状..（5）发生转化的只有少部分R型细菌2、艾弗里的2T 噬菌体侵染大肠杆菌实验12T 噬菌体高中所学唯一的DNA 病毒①结构:DNA 含有P 和蛋白质外壳含有S②增殖方式:侵染大肠杆菌后;利用大肠杆菌内的物质合成自身组成成分;进行大量增殖;达到一定数量后;大肠杆菌裂解释放大量噬菌体2方法:同位素标记法3实验过程:注意:①应先在含有放射性同位素S 35或放射性同位素P 32的培养基中培养大肠杆菌;再用该大肠杆菌培养2T 噬菌体;从而得到蛋白质含有S 35或DNA 含有P 32的2T 噬菌体..②混合后要经过短时间的保温保证DNA 注入细菌且细菌不能裂解并不断搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离③搅拌后离心让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒;沉淀物中留下被感染的大肠杆菌4实验结论:噬菌体侵染细胞时;DNA 进入到细菌的细胞中;而蛋白质外壳仍留在外面..因此;子代噬菌体的各种性状;是通过亲代的DNA遗传的;DNA是真正的遗传物质..不能证明蛋白质不是遗传物质3、DNA是主要的遗传物质①绝大多数生物以DNA为遗传物质②RNA病毒以RNA为遗传物质烟草花叶病毒、SARS病毒、HIV病毒、禽流感病毒等二、DNA分子的结构双螺旋结构1、提出者：沃森和克里克2、基本单位:4种脱氧核苷酸A、G、C、T3、主要特点：1由两条脱氧核苷酸链构成;反向平行盘旋形成双螺旋结构2DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接;通过磷酸二酯键连接;排列在外侧;构成基本骨架；3碱基排列在内侧;通过氢键连接成碱基对4碱基配对的原则：碱基互补配对原则①腺嘌呤A一定与胸腺嘧啶T配对;由2个氢键连接轮廓为尖型②鸟嘌呤G一定与胞嘧啶C配对;由3个氢键连接轮廓为圆形A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径;组成的DNA分子具有稳定的直径（5）G—C碱基对的比例越高;DNA分子越稳定原因：有3个氢键4、相关关系（1）每个DNA分子中;有2个游离磷酸基团；（2）脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数；（3）单链中相邻的碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接（4）碱基的计算规律①互补的两个碱基数量相等A=T 、C=G②任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50% A+G= A+C= G+T= C+T= A+G+C+T/21C =++=++GT C A T G A③在双链DNA 分子中;互补碱基之和所占比例在任意一条链中以及整个DNA 分子中都相等 在一条链中A+T 或C+G 所占比例为n%;则在另外一条链上以及整个DNA 分子中;A+T 或C+G 所占比例都为n%④非互补碱基之和所占比例在两条链中互为倒数若一条链中：A1+G1/T1+C1=m ；则在另一条链中A1+G1/T1+C1=1/m三、DNA 的半保留复制1、提出者：沃森和克里克2、半保留复制：新合成的每个DNA 分子中;都保留了原来DNA 分子中的一条链;因而被称为半保留复制..3、主要场所：细胞核细胞质中叶绿体、线粒体中也可以发生4、时期：有丝分裂间期和减速第一次分裂前的间期5、特点：①边解旋边复制 ②半保留复制6、过程：1解旋：利用细胞提供的能量;在解旋酶的作用下;把双链解开断开氢键2合成子链：各自合成与母链互补的一段子链①模板：解开的每一段母链②原料：细胞中游离的4中脱氧核苷酸③原则：碱基互补配对原则④酶：DNA 聚合酶（3）形成两个子代DNA 分子：每条新链和与之对应的模板链盘绕成双螺旋结构..（4）结果：一个DNA 分子经过复制形成了两个完全相同的DNA 分子..7、意义：DNA 分子通过复制;将遗传信息从亲代传给了子代;从而保持了遗传信息的连续性..8、复制能够精确地进行;原因在于：①DNA 分子独特的双螺旋结构;为复制提供了精确的模板②碱基互补配对原则保证了复制能够精确进行9、半保留复制的实验依据大肠杆菌（1）实验方法：同位素示踪法、离心技术（2）实验原理：两条链都含N 15的DNA 分子密度大；两条链都含N 14的DNA 分子密度小；一条链含N 15、一条链含N 14的DNA 分子密度居中（3）实验预测：①重带密度最大：两条链都含N 15的DNA 分子②中带密度居中：一条链含N 15、一条链含N 14的DNA 分子③轻带密度最小：两条链都含N 14的DNA 分子（4）结果分析：①未繁殖立即提取DNA;离心→全为重带②细胞分裂一次后提取DNA;离心→全为中带③细胞分裂两次后提取DNA;离心→一半中带;一半轻带④细胞分裂多次后提取DNA;离心→出现中带、轻带且轻带的比例更大（5）实验结论：DNA 的复制是以半保留复制的方式进行的..10、影响DNA 复制的外界因素（1）温度、PH 值→影响酶活性→影响DNA 复制↓2氧气浓度→影响细胞呼吸→影响能量供给→影响DNA 复制11、关于DNA 分子复制的相关计算将一个被N 15标记的DNA 转移到含N 14的培养基中培养复制若干代;（1）子代DNA 分子数：n 2个①无论复制多少次;含有N 15的DNA 分子始终都是2个②含有N 14的DNA 分子有n2个 ③只含有N 14的DNA 分子有）（2-2n个 （2）子代DNA 分子的脱氧核苷酸链总链数：1n 2 条①无论复制多少次;含有N 15的脱氧核苷酸链总链数始终都是2条②含有N 14的脱氧核苷酸链总链数有）（2-21n +个（3）消耗的脱氧核苷酸数：亲代DNA 分子中含有某种脱氧核苷酸a 个①经过n 次复制;共消耗的该种脱氧核苷酸为）（1-2m n ⨯个 ②第n 次复制;消耗的该种脱氧核苷酸为1-n 2m ⨯个四、基因与DNA 的关系1、遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中..2、基因是具有遗传效应的DNA 片段..3、DNA 分子的多样性和特异性： ①碱基排列顺序的千变万化;构成了DNA 分子的多样性..②碱基特定的排列顺序;构成了每一个DNA 分子的特异性..③DNA 分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础..4、染色体、DNA 、基因、脱氧核苷酸的关系：a ：4种脱氧核苷酸b ：基因c：DNAd：染色体5、人类基因组计划：1目的是测定人类基因组的全部DNA序列2测定24条染色体;包括22条常染色体+X+Y..3中国是参与这一计划唯一的发展中国家;承担其1%的测序任务..。