第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版）

N 高中生物学必修2（人教版） 第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 磷酸 核心素养 含氮碱基 1.理解DNA是主要的遗传物质，认识生命 核糖 的共性及差异。（生命观念） 教材拓展 2.感悟科学技术在生命科学探索过程中的作 用。（科学思维） 孟德尔提出，生物的性状是由遗传因子 决定的，摩尔根通过果蝇的杂交实验证明基 儿知识点一对遗传物质的早期推测 因在染色体上，染色体的物质组成是DNA 和蛋白质。 知识梳理 (1)你认为遗传物质可能具有什么特点？ 1.对蛋白质的认识 20世纪20年代，人们已经认识到不同 的蛋白质是由多种 按照不同的顺序 (2)你认为证明某一种物质是遗传物质的可 排列形成的。 行性方法有哪些？ (1)元素组成： 有的还 有S等元素。 (2)氨基酸的结构通式： 要点精析 1.DNA与蛋白质都是由单体组成的多聚体， 2.对核酸的认识 都属于生物大分子，在结构上都具有多样 到了20世纪30年代，人们才认识到 性等特点。 DNA是由许多 聚合而成的：2.当时科学家对蛋白质结构的研究比较多， 生物大分子。 认为蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序 (1)元素组成： 可能蕴含着遗传信息；同时，由于对DNA (2)基本组成单位：脱氧核苷酸。脱氧核苷 的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗 酸的结构式： 传物质的观点占主导地位。 42 学 第3章基因的本质。 山知识点二 化特性，发现都与 的极为相似。 肺炎链球菌的转化实验 (2)实验过程分析：①细胞提取物具有转化 知识梳理 活性。②细胞提取物中具有转化活性 的物质能被DNA酶分解，从而失去 1.肺炎链球菌的特点 活性。 (1)R型细菌：菌落粗糙，细胞壁外 (3)实验结论：S型细菌的DNA是“转化 多糖的荚膜， 致病性。 因子”，是使R型细菌产生 (2)S型细菌：菌落光滑，细胞壁外 的物质。 多糖类物质组成的荚膜， 致 病性。 要点精析 2.格里菲思实验 体内转化 体内转化实验与体外转化实验的联系： (1)实验现象： (1)所用实验材料相同。 ①R型活细菌注射，小鼠 (2)体内转化实验是体外转化实验的基础， ②S型活细菌注射，小鼠 从小鼠体 体外转化实验是体内转化实验的延续。 内分离出S型活细菌。 例1格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺 ③加热致死的S型细菌注射，小鼠不死亡。 炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结 ④R型活细菌+加热致死的S型细菌注射，小 :论，错误的是() 鼠 从小鼠体内分离出S型活 A.说明肺炎链球菌的遗传物质是DNA 细菌。 B.说明R型活细菌在一定条件下能够转化 (2)实验结论：加热致死的S型细菌中有 为S型细菌 C.说明R型活细菌是无毒性的 3.艾弗里实验 一体外转化 D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的 (1)实验过程： 答案：A ①将加热致死的S型细菌破碎 除去大部：解析：格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够 分糖、蛋白质和脂质—制成细胞提取 证明加热致死的S型细菌内存在某种促使R 物—将细胞提取物加入有R型活细菌的 型活细菌转化为S型细菌的转化因子，不能 培养基中一出现了S型活细菌。 证明DNA是遗传物质，A错误。 ②细胞提取物用蛋白酶、 或酯： 例2（不定项）格里菲思的肺炎链球菌转 酶处理后再与有R型细菌的培养基混合，： 化实验如下： 仍具有转化活性；细胞提取物用DNA酶：①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠 处理后再与有R型细菌的培养基混合，失： 不死亡； 去了转化活性。 ②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠 ③艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理：患败血症死亡； 学 43 高中生物学必修2（人教版） ③将加热致死的S型细菌注入小鼠体内，小 含S的细 菌培养基 培养含5S的 鼠不死亡； 大肠杆菌 噬 培养，S标记的噬菌体 大肠杆菌 ④将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合 培养、含P的 体 培养，p标记的噬菌体 后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 含P的细 大肠杆菌 菌培养基 根据上述实验，下列说法不正确的是( (2)侵染细菌 A.整个实验证明DNA是转化因子 5S标记的 B.实验①、实验③可作为实验④的对照 噬菌体 混合培养结果上清液放射性高 搅拌、离心 沉淀物放射性低 C.只有实验④中的死亡小鼠体内可分离到S 细菌 型活细菌 P标记的 湿合培养结果上清液放射性低 搅拌、离心 沉淀物放射性高 D.重复做实验①与④，得到同样的结果， 噬菌体 可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来 在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检 答案：AC 测到 但不能检测到3S标记的蛋 解析：体内转化实验得到的结论是加热致死 白质。 的S型细菌存在转化因子，没有得出DNA 4.实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。 是转化因子的结论，A错误；实验②和实验 5.噬菌体增殖的条件 ④死亡的小鼠体内都能分离出S型活细菌， (1)场所： C错误。 原料：大肠杆菌的氨基酸 (2) 蛋白质合成 场所：大肠杆菌的核糖体 川知识点三噬菌体侵染细菌的实验 原料：大肠杆菌的四种脱氧 (3)DNA的合成 核苷酸 知识梳理 模板：噬菌体的DNA 1.实验材料—T2噬菌体 教材拓展 头部内含有DNA (1)结构 头部和尾部的外壳由蛋白质构成 噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进 (2)生活方式： 入细菌中，蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆 (3)增殖过程：吸附→注入→合成→组装→： 菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来噬 释放 菌体一样具有蛋白质外壳，那外壳的来源是 2.实验方法： 什么呢？ 即用35S、P分别标记蛋白质和DNA。 3.实验过程及结果 (1)标记噬菌体 44)学 第3章基因的本质。 解析：如果用15N标记，则子代DNA和蛋 要点精析 白质将都有标记，A错误；子代噬菌体的 例3某校生物研究性学习小组模拟赫尔希 DNA是由亲代噬菌体的DNA编码的，B错 和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，过程如图： 误；该实验证明了噬菌体的遗传物质是 所示。下列有关分析正确的是( DNA,D错误。 实验1 与细菌 搅拌后 混合培养 离心 上清液a 变式训练1 ① ② 一沉淀物b 用5S标记噬菌体 用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细 实验2 与细菌 搅拌后 混合培养 蝎 上清液c 菌，经短时间的保温培养、充分搅拌和离心 ③ ④ -沉淀物d 用P标记噬菌体 处理后，下列预期的实验结果中，错误的是 A.理论上，b和c中不应具有放射性 B.实验中b含少量放射性与过程①中培养 A.用含H标记的噬菌体侵染未被标记的细 时间过长或过短有关 菌，上清液和沉淀物中均有放射性 C.实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充：B.用未被标记的噬菌体侵染4℃标记的细 分有关 菌，上清液和沉淀物中均有放射性 D.该实验证明了RNA是遗传物质 C.用含P标记的噬菌体侵染5S标记的细 答案：A 菌，上清液和沉淀物中可能均有放射性 解析：35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，：D.用含35S标记的噬菌体侵染P标记的细 P标记的是噬菌体的DNA。离心后，理论上 菌，上清液和沉淀物中均有放射性 b和C中不应具有放射性，A正确；35S标记 I川知识点四DNA是主要的遗传物质 的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌 时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌 知识梳理 分开，所以若b中含有放射性，则说明是搅 拌不充分，B错误；实验中℃含有放射性与 1.证明RNA是遗传物质的实验 过程③中培养时间过长或过短有关，C错误。 (1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草。烟草 例4（不定项）赫尔希和蔡斯的T2噬菌 花叶病毒的物质组成是 和 体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质， 下列关于该实验的叙述不正确的是( (2) 实验过程及结果 蛋 A.实验中可用5N代替P标记DNA 表现 提取 分离 分别接种 B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 表现： C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 患病烟草 烟草花叶病毒 D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA (3)实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的 答案：ABD 遗传物质是 高中生物学必修2（人教版） 2.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,:A.该实验证明了TMV的遗传物质是RNA 所以DNA是 的遗传物质。 B.单独使用病毒的蛋白质也能使烟草叶片 感染 要点精析 C.该实验用同位素标记法跟踪构成TMV的 1.在整个生物界中，由于绝大多数生物的遗 物质去向 传物质是DNA,只有RNA病毒的遗传物 D.烟草叶片受感染后出现病斑是因为接种 质是RNA,所以说DNA是“主要”的遗 的病毒进行了逆转录(RNA一DNA) 传物质。 答案：A 2.每种生物的遗传物质只能是一种类型，：解析：实验并没有单独利用病毒的蛋白质感 “主要”这个词只能从整个生物界的角度说。 染烟草，B错误；该实验不能证明病毒是否 例5如图为烟草花叶病毒对烟草叶片细胞： 发生逆转录，D错误。 的感染和病毒重建实验示意图，下列叙述正 变式训练2 确的是( 蛋自A蛋白B RNA A 下列有关生物体遗传物质的叙述，正确 阳草十归 的感染 的是() A.豌豆的遗传物质主要是DNA TMV A A型后代 RNAA 蛋白B RNA B B.HⅢV病毒的遗传物质水解产生4种脱氧 核苷酸 C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 B型后代 TMV B RNA B D.酵母菌的遗传物质主要分布在细胞核中 第2节 DNA的结构 核心素养 川知识点一 DNA双螺旋结构模型的构建1 1.基于对DNA的结构特点的理解，形成结 知识梳理 构与功能相适应的观点。（生命观念） 2.理解DNA分子结构中的相关计算。（科 1.DNA双螺旋结构模型的提出者：美国生 学思维)》 物学家 和英国物理学家 3.动手制作模型，培养观察能力、动手能力 2.模型构建过程： 及空间想象力。（科学探究） DNA是以4种 为单位连接而 成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、 :T、G、C,共4种碱基一富兰克林应用X 46)学高中生物学必修2（人教版） 性遗传病，依据题干信息，控制甲病和乙病的两对基因 独立遗传，说明甲病为常染色体隐性遗传病，A正确； 依据A项结论可推知，Ⅱ-3的基因型为AaXX,Ⅱ-4 的基因型为AaXY,Ⅲ-2的基因型为AXX,则Ⅲ-2 和Ⅱ-3的基因型相同的概率为2/3×1/2=1/3，B错误；依 第3章 >m第1节DNA是主要的遗传物质 知识点一对遗传物质的早期推测 知识梳理 1.氨基酸(1)C、H、O、N R (2)NH2—C-COOH 2.脱氧核苷酸 (1)C、H、O、N、P 教材拓展 (1)提示：①分子结构具有相对的稳定性②能 够精确地自我复制，使前后代保持一定的连续性 ③能够控制新陈代谢过程和性状④能够产生可遗传 的变异 (2)提示：如能将特定的遗传物质转移给其他生 物，观察后代的性状表现，等等。 知识点二肺炎链球菌的转化实验 知识梳理 1.(1)无无(2)有有 2.(1)①不死亡②死亡④死亡(2)转化因子 3.(I)②RNA酶③DNA(3)稳定遗传变化 知识点三噬菌体侵染细菌的实验 知识梳理 1.(2)寄生2.放射性同位素标记法 3.(2)P标记的DNA5.(1)大肠杆菌 教材拓展 提示：利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的 氨基酸为原料来合成蛋白质的外壳。 要点精析 变式训练1B【解析】用未被标记的噬菌体侵染 “℃标记的细菌，实验过程中要求短时间保温，子代噬 菌体并未被裂解释放出来，所以上清液中不含放射性， B错误。 知识点四DNA是主要的遗传物质 知识梳理 1.(1)RNA蛋白质(2)RNA不能使烟草感 染病毒能使烟草感染病毒(3)RNA2.主要 要点精析 变式训练2D【解析】豌豆的遗传物质是DNA, 106 据伴性遗传的特点可以推知，Ⅲ-3的b基因来自Ⅱ-3， Ⅱ-3的b基因来自I-1,C错误；Ⅱ-3的基因型为 AaXX,Ⅱ-4的基因型为AaXY,二者再生育一个 既患甲病又患乙病男孩的概率为1/4×1/4=116，D错误。 基因的本质 A错误：HV病毒的遗传物质是RNA,水解产生4种核 糖核苷酸，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA, DNA不含硫元素，C错误：酵母菌的遗传物质是DNA, 主要分布在细胞核中，D正确。 m第2节DNA的结构 知识点·DNA双螺旋结构模型的构建 知识梳理 1.沃森克里克2.脱氧核苷酸 知识点二DNA的结构 知识梳理 1.(1)C、H、O、N、P(3)①脱氧核糖 2.磷酸基团4.(1)A+G=T+C 教材拓展 1.提示：碱基的排列顺序是千变万化的。 2.提示：①靠氢键维持两条链的偶联。②由于碱基 对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的 相互作用力。 3.提示：如从碱基互补配对的角度去思考。 知识点三制作DNA双螺旋结构模型 知识梳理 定性定量概念 要点精析 变式训练C【解析】沃森和克里克在最初构建的 双螺旋结构中，并不知道A与T配对、G与C配对，C 错误。 "第3节DNA的复制 知识点一对DNA分子复制的推测 知识梳理 2.半保留3.氢键碱基互补配对氢键4.双链 教材拓展 提示：关键需要通过实验区分亲代与子代DNA。 知识点二DNA半保留复制的实验证据 知识梳理 2.大肠杆菌3.同位素标记7.半保留复制 知识点三DNA分子复制的过程 知识梳理 2.间期间期4.边解旋边复制 7.遗传信息8.双螺旋结构