DNA是主要的遺傳物質(zhì)【知識(shí)專(zhuān)講精研】 高考生物一輪復(fù)習(xí) （新高考專(zhuān)用）

第16講DNA是主要的遺傳物質(zhì)第六單元基因的本質(zhì)和表達(dá)課標(biāo)要求闡明DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索歷程

新舊內(nèi)容比較內(nèi)容要求人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程與舊教材對(duì)比增:①莢膜的解釋(相關(guān)信息)；②自變量控制中的加法和減法原理。改:①肺炎雙球菌改為肺炎鏈球菌；②艾弗里實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；

③T2噬菌體改為T(mén)2噬菌體。相關(guān)信息莢膜是某些細(xì)菌的細(xì)胞壁外面包圍的一層膠狀物質(zhì)。無(wú)莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動(dòng)物體后，容易被吞噬細(xì)胞吞噬并殺滅。有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖?？键c(diǎn)一

肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

特點(diǎn)類(lèi)型

菌落莢膜致病性S型___________R型___________1.肺炎鏈球菌類(lèi)型的比較光滑有有粗糙無(wú)無(wú)原理:S型細(xì)菌有莢膜，有毒，可使小鼠患敗血癥死亡。2.格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析結(jié)論第一組:

型活細(xì)菌

小鼠④_________

第二組:

型活細(xì)菌

小鼠⑤_______

型活細(xì)菌

第三組:加熱致死的

型細(xì)菌

小鼠⑥_________

小鼠⑦_(dá)______⑧_______活細(xì)菌不死亡死亡不死亡死亡S型R型細(xì)菌無(wú)致病性S型細(xì)菌有致病性加熱致死的S型細(xì)菌已失活R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為_(kāi)______細(xì)菌,且性狀可以遺傳S型已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌,含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子3.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了

<m>只長(zhǎng)R型細(xì)菌S型細(xì)菌(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果①第二~四組去除多糖、蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)后,細(xì)胞提取物仍然具有轉(zhuǎn)化活性;(2)實(shí)驗(yàn)分析②第五組去除DNA后細(xì)胞提取物失去轉(zhuǎn)化活性。3.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了

<m>只長(zhǎng)R型細(xì)菌S型細(xì)菌(3)結(jié)論:DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)?！咀⒁?】在培養(yǎng)后既有R型細(xì)菌又有S型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)S型菌的菌落占少數(shù)。【注意1】艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時(shí)證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；4.比較肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)細(xì)菌

體內(nèi)培養(yǎng)

體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照S型細(xì)菌體內(nèi)各成分的相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______

能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌小鼠培養(yǎng)基S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA4.比較肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種“

”

是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同，都是R型和S型肺炎鏈球菌；②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說(shuō)明加熱后殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有

，而體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步說(shuō)明

；③實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則轉(zhuǎn)化因子DNA

某種“轉(zhuǎn)化因子”“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA(1)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)。S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進(jìn)入R型菌重組R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌(1)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變。肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)。(2)加熱并沒(méi)有使DNA完全失去活性。

加熱致死的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨著溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。(3)并非所有的R型細(xì)菌都能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。

事實(shí)上轉(zhuǎn)化的效率很低，并且轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。深挖教材格里菲思的第四組實(shí)驗(yàn)中,小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌、R型細(xì)菌含量的變化情況如圖所示,則:(1)ab段R型細(xì)菌數(shù)量減少的原因是____________________________________________________________________________。(2)bc段R型細(xì)菌數(shù)量增多的原因是___________________________________________________________________________________________。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌主要是由_____________________________而來(lái)的。小鼠的免疫系統(tǒng)將外來(lái)的R型細(xì)菌殺死，并產(chǎn)生相應(yīng)抗體，致使R型細(xì)菌數(shù)量減少

b之前，已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細(xì)菌大量繁殖R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繁殖在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以采用“加法原理”或

“減法原理”;

與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱(chēng)為“加法原理”;例如,“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中,與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理,就利用了“加法原理”與常態(tài)比較。自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液90℃水浴不處理在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以采用“加法原理”或

“減法原理”;自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱(chēng)為“減法原理”；例如:艾弗里的肺炎鏈球菌(體外)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)；S型細(xì)菌的提取物

有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基R型菌落和S型菌落DNA酶

只有R型菌落對(duì)照組蛋白酶RNA酶酯酶A.與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)B.S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成C.加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌【檢測(cè)】(2021.全國(guó)乙卷)

在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識(shí)所做的下列推測(cè)中，不合理的是()D用DNA酶處理S型菌的DNA后，其DNA會(huì)被分解而失去功能，與R型菌混合后，不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，不能得到S型菌【檢測(cè)】(2020·浙江卷)下列關(guān)于“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是(

)A.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳B.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌C.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳D.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌D考點(diǎn)二

噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料和方法(1)實(shí)驗(yàn)材料:___________和

。(2)實(shí)驗(yàn)方法:___________________法，該實(shí)驗(yàn)中用35S、32P分別標(biāo)記_______________。2.實(shí)驗(yàn)思路:將______與蛋白質(zhì)等分開(kāi),_________、________去觀察DNA的作用。T2噬菌體放射性同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNADNA直接地單獨(dú)地大腸桿菌3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)外殼SDNAP寄生【注意】不用14C和18O，也不能用35S、32P標(biāo)記同一噬菌體(專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi))【思考】為什么不能用18O和14C標(biāo)記細(xì)菌，再用被標(biāo)記的細(xì)菌來(lái)培養(yǎng)噬菌體？DNA和蛋白質(zhì)都含有O和C，用這兩種元素標(biāo)記，結(jié)果是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA都被標(biāo)記，導(dǎo)致進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能確定是哪一種物質(zhì)進(jìn)入細(xì)菌，從而不能確定哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)?！窘滩闹械碾[性知識(shí)】教材必修2P46“思考·討論”:艾弗里與赫爾希等人以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？①個(gè)體小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②繁殖快。(2)噬菌體的增殖增殖需要的條件內(nèi)容模板合成T2噬菌體DNA原料合成T2噬菌體蛋白質(zhì)原料場(chǎng)所噬菌體的DNA大腸桿菌提供的4種脫氧核苷酸大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果(1)標(biāo)記噬菌體(2)噬菌體侵染細(xì)菌讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。①攪拌的目的是:把吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離；②離心的目的是:(2)噬菌體侵染細(xì)菌噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌，離心后存在上清液中。①用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有放射性很高的原因是什么？由于攪拌不充分，還有少量含35S的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。②用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因是什么？(2)噬菌體侵染細(xì)菌③用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中含放射性很高的原因是什么？由于32P標(biāo)記的噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌，離心后大腸桿菌存在沉淀物中。a.保溫時(shí)間過(guò)短，有一部分標(biāo)記的噬菌體還末侵染細(xì)菌；b.保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則有部分子代噬菌體已釋放出來(lái)；④用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因是什么？5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(1)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，__________進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中，而______________留在外面。(2)子代噬菌體的各種性狀是通過(guò)____________遺傳的。6.結(jié)論:________是遺傳物質(zhì)。DNA蛋白質(zhì)外殼親代的DNADNA但從歷史背景來(lái)看,能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。7.比較肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路設(shè)法將

與其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能處理方法放射性同位素標(biāo)記法:分別用同位素_________標(biāo)記_____________檢測(cè)方式觀察__________檢測(cè)______________________結(jié)論DNA35S、32P蛋白質(zhì)和DNA菌落類(lèi)型放射性同位素存在位置酶解法:對(duì)細(xì)胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶處理后，與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但從歷史背景來(lái)看,能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)【提醒】子代噬菌體的組成物質(zhì)來(lái)源分析(1)從蛋白質(zhì)外殼方面分析:

由寄主細(xì)胞提供原料氨基酸，在寄主細(xì)胞的核糖體上合成，與親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼無(wú)關(guān)。(2)從DNA方面分析:

由親代噬菌體提供模板，利用寄主細(xì)胞提供的脫氧核苷酸，通過(guò)半保留復(fù)制的方式合成子代噬菌體的DNA。(3)從子代噬菌體方面分析:

釋放的眾多子代噬菌體中，只有少數(shù)含有親代噬菌體DNA的單鏈，其余子代噬菌體的DNA均由寄主細(xì)胞提供原料合成?！緳z測(cè)】在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標(biāo)記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，據(jù)圖分析標(biāo)記元素所在部位在哪并說(shuō)出理由。該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記H、N這些元素的原因是什么？H、N是DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，若選擇共有元素做標(biāo)記，則無(wú)法通過(guò)放射性將DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。標(biāo)記元素所在部位分別是①④。①是磷酸基團(tuán)，標(biāo)記DNA，即標(biāo)記此處的P；氨基酸的R基(④)中可能含有S，標(biāo)記蛋白質(zhì)，即標(biāo)記此處的S；【檢測(cè)】(2022·河南鄭州商丘市名師聯(lián)盟教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))某研究人員分別進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn):①35S標(biāo)記的T2噬菌體＋不含放射性的細(xì)菌；②32P標(biāo)記的T2噬菌體＋不含放射性的細(xì)菌；③14C標(biāo)記的T2噬菌體＋不含放射性的細(xì)菌。下列相關(guān)分析正確的是(

)A.未做標(biāo)記的T2噬菌體在含35S、32P和14C的培養(yǎng)基中培養(yǎng)可獲取含放射性標(biāo)記的T2噬菌體B.若第②組保溫時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，則離心后上清液中放射性均偏高C.若第③組進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑒t離心后沉淀物中沒(méi)有放射性D.比較第①組與第②組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)B病毒只能在宿主細(xì)胞中增殖，在普通培養(yǎng)基中無(wú)法培養(yǎng)和標(biāo)記C項(xiàng):

14C可標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，無(wú)論第③組是否充分?jǐn)嚢瑁x心后上清液和沉淀物均有放射性。D項(xiàng):對(duì)比兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果,只能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)?？键c(diǎn)三

生物的遺傳物質(zhì)1.驗(yàn)證RNA也是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)材料:煙草花葉病毒和煙草，煙草花葉病毒的化學(xué)組成成分是_______________。蛋白質(zhì)和RNA正常RNA

患病RNA(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果:(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論:煙草花葉病毒的______能自我復(fù)制，控制其遺傳性狀，因此______是它的遺傳物質(zhì)。RNA2.不同生物的遺傳物質(zhì)生物類(lèi)型病毒原核生物真核生物體內(nèi)核酸種類(lèi)________________________________________體內(nèi)堿基種類(lèi)__________種__________種__________種體內(nèi)核苷酸種類(lèi)__________種__________種__________種遺傳物質(zhì)____________________________________實(shí)例噬菌體,煙草花葉病毒乳酸菌、藍(lán)細(xì)菌玉米,小麥,人DNA或RNADNA和RNA455488DNA或RNADNADNADNA和RNA3.DNA是主要的遺傳物質(zhì)②病毒的遺傳物質(zhì)是

。①真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)是

；生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是