高三生物一輪復習課件第27講DNA是主要的遺傳物質

第17講DNA是主要的遺傳物質

肺炎鏈球菌的轉化實驗噬菌體侵染細菌的實驗考點一考點二DNA是主要的遺傳物質考點三2.格里菲思的體內(nèi)轉化實驗 (1)過程與結果死亡不死亡死亡1.肺炎鏈球菌的類型光滑有致病性粗糙(2)實驗分析：實驗①②對比說明____________________________________；實驗②③對比說明______________________________；實驗②③④對比說明__________________________。(3)實驗結論：加熱致死的S型細菌中含有某種__________使R型活細菌轉化為S型活細菌。R型細菌無致病性，S型細菌有致病性被加熱殺死的S型細菌無致病性R型細菌可轉化為S型細菌轉化因子(2)實驗分析實驗①是對照組，②③④⑤是實驗組；實驗②③④分別說明__________________________________；實驗①⑤說明________有轉化作用。(3)實驗結論________是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質。蛋白質、RNA、脂質沒有轉化作用DNADNAP42問題探討：對遺傳物質的早期推測提出“遺傳因子”，并總結遺傳規(guī)律孟德爾把“遺傳因子”命名為基因約翰遜提出基因在染色體上的假說薩頓實驗證明基因位于染色體上摩爾根科學家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質DNA?蛋白質20世紀中葉作為遺傳物質應該具備怎樣的特點？①能夠準確地復制自己，傳遞給下一代；②能貯存大量的遺傳信息；③結構比較穩(wěn)定；④能夠指導蛋白質的合成，從而控制生物的性狀和代謝。格里菲思體內(nèi)轉化實驗艾弗里的體外轉化實驗肺炎鏈球菌的轉化實驗噬菌體侵染細菌的實驗（赫爾希和蔡斯）

證明DNA是遺傳物質的實驗肺炎鏈球菌的轉化實驗

R型、S型肺炎鏈球菌和小鼠項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無毒性表面光滑

表面粗糙

有無多糖莢膜S型肺炎鏈球菌：能使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡。R型菌，無莢膜，進入機體后，會被免疫系統(tǒng)識別而殺死。S型菌，有莢膜，可抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖。1.實驗材料：一

體內(nèi)轉化實驗——格里菲思的實驗S型(光滑)R型(粗糙)3.實驗過程：不死亡死亡不死亡死亡注射R型活細菌注射S型活細菌注射加熱致死的S型細菌將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射必備知識二、格里菲思的體內(nèi)轉化實驗考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗3.實驗過程：死亡不死亡死亡4.現(xiàn)象分析：(1)實驗1、2對比，說明：R型細菌無致病性，S型細菌有致病性(2)實驗2、3對比，說明：加熱殺死的S型細菌無致病性(3)實驗2、3、4對比，說明：R型細菌能轉化成S型細菌5.結論：

加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種“轉化因子”，使無致病性的R型活菌轉化為有致病性的S型活菌。必備知識二、格里菲思的體內(nèi)轉化實驗考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗單一變量原則蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質失活，DNA雙鏈解開;當溫度降至55℃以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質不能恢復活性。加熱致死的作用原理：

已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，含有某種將無毒性的R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌的“

”。轉化因子①僅能證明S型細菌中含有某種“轉化因子”，但轉化因子的本質不清楚。②發(fā)生轉化的只是少部分R型細菌。注意③后人對轉化現(xiàn)象的解釋是：S型細菌的DNA片段（莢膜基因）整合到了R型細菌的DNA中，即實現(xiàn)了“基因重組”。3.實驗結論：肺炎鏈球菌的轉化實驗

一

體內(nèi)轉化實驗——格里菲思的實驗【情境推理】1.在格里菲思第④組實驗中，小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示，則：(1)ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是_________________________________________________________。(2)bc段R型細菌數(shù)量增多的原因是________________________________________________________________________________________。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由

而來的。

小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細菌的抗體，致使R型細菌數(shù)量減少b點之前，已有少量R型細菌轉化為S型細菌，S型細菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖R型細菌轉化成的S型細菌繁殖關鍵能力考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗為了弄清楚轉化因子到底是什么物質,美國科學家艾弗里在格里菲斯的實驗基礎上繼續(xù)進行實驗。二

肺炎鏈球菌的體外轉化實驗

多糖脂質蛋白質RNADNA……多糖蛋白質RNADNA脂質S型細菌要確定“轉化因子”是什么，關鍵思路是什么？肺炎鏈球菌的轉化實驗

S型和R型細菌、培養(yǎng)基。探究S型細菌中的“轉化因子”是DNA還是蛋白質或多糖。1.實驗材料：2.實驗目的：設法將DNA與其他物質分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能3.實驗思路：酶解法S型細菌的細胞提取物用蛋白酶、酯酶或RNA酶處理后仍然具有轉化活性2、實驗過程及結果：a.第①組實驗表明：b.第②③④組實驗表明：S型細菌的細胞提取物可以促進R型細菌轉化為S型細菌減法原理酶解法3.結果分析必備知識三、艾弗里的體外轉化實驗考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗S型細菌的細胞提取物經(jīng)DNA酶處理后失去轉化活性c.第⑤組實驗表明2、實驗過程及結果：減法原理細胞提取物中含有轉化因子，其很可能是DNA4.實驗結論：必備知識三、艾弗里的體外轉化實驗考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗5.后續(xù)研究：艾弗里等人分析了

，發(fā)現(xiàn)這些特性都與

極為相似，于是艾弗里提出：_________________________________________________。細胞提取物的理化性質DNADNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質注意：①艾弗里的體外轉化實驗既證明了DNA是遺傳物質，同時證明了蛋白質等不是遺傳物質；②被轉化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；【特別提醒】1.轉化的實質是基因重組而非基因突變。肺炎鏈球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細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基因進入R型菌重組R型菌轉化成S型菌必備知識考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗2.加熱并沒有使DNA完全失去活性。

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

事實上轉化的效率很低，并且轉化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素影響?？茖W方法——自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”減法原理加法原理含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質，就利用了“減法原理”。對照組實驗組實驗組實驗組對照組實驗組實驗組必備知識考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗關鍵能力2.【情境推理】請在格里菲思實驗的基礎上利用R型活細菌、加熱殺死的S型細菌、小鼠等為實驗材料，設計一個實驗方案證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。簡要寫出實驗思路并預期實驗結果及結論。 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________實驗思路：①將加熱致死的S型細菌體內(nèi)的物質分離，分別得到蛋白質和DNA。②將分離得到的S型細菌的蛋白質和DNA分別與R型細菌混合一段時間后，再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi)，觀察兩組小鼠的生存情況。實驗結果與結論：甲組小鼠不死亡，乙組小鼠死亡，并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的S型細菌，則證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質?？键c一

肺炎鏈球菌的轉化實驗考點速覽(1)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。(2021·全國乙卷，5D)(

)(2)新冠病毒與肺炎鏈球菌二者遺傳物質所含有的核苷酸是相同的。(2020·全國卷Ⅱ，1C)(

)(3)肺炎鏈球菌轉化實驗證實了細胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質。(2018·江蘇卷，3C)(

)×××(4)格里菲思實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀。(2017·江蘇卷，2A)(

)(5)艾弗里實驗證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(2017·江蘇卷，2B)(

)××考點一

肺炎鏈球菌的轉化實驗A考向

結合肺炎鏈球菌轉化實驗，考查科學探究能力1.(2024·山東名校聯(lián)盟質量檢測)艾弗里等科學家進行了體外轉化實驗，他們將S型細菌的細胞提取物分別用不同的酶進行處理后，再與活的R型細菌混合培養(yǎng)進行轉化，具體分組及對應處理方式如表所示。下列相關分析正確的是(

)A.上述實驗中的丙組不會發(fā)生轉化B.本實驗與噬菌體侵染細菌實驗都利用了同位素標記技術C.上述實驗中的甲組、乙組、丁組為空白對照組，且都不能發(fā)生轉化D.丁組中轉化出的S型細菌因具有莢膜而受到機體吞噬細胞的破壞，從而導致生物患病實驗分組對細胞提取物的處理方式甲蛋白酶處理乙RNA酶處理丙DNA酶處理丁酯酶(脂肪酶)處理BD2.(不定項)(2024·江蘇百校聯(lián)考)1928年，英國細菌學家格里菲思以小鼠為實驗材料做了如下表所示實驗。下列關于此實驗的分析正確的是(

)A.實驗的關鍵現(xiàn)象是第4組小鼠死亡并只分離到S型活細菌B.對第4組實驗的分析必須是以1～3組的實驗為參照C.本實驗的結果表明R型肺炎鏈球菌發(fā)生了基因重組D.本實驗結論為加熱殺死的S型細菌中含有轉化因子項目第1組第2組第3組第4組實驗處理注射活的R型細菌注射活的S型細菌注射加熱殺死的S型細菌注射活的R型細菌與加熱殺死的S型細菌實驗現(xiàn)象小鼠不死亡小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌小鼠不死亡小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌1.噬菌體侵染細菌的實驗 (1)實驗材料T2噬菌體和大腸桿菌。 ①T2噬菌體的結構及生活方式DNA蛋白質寄生②T2噬菌體的增殖(2)實驗方法：__________________技術，用35S、32P分別標記噬菌體的________和________。放射性同位素標記蛋白質DNA②已標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌對比實驗35S32P提醒

攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離；離心的目的是讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。(4)實驗結果分析①噬菌體侵染細菌時，________進入細菌細胞中，而____________留在細胞外。②子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的________遺傳的。(5)結論________是噬菌體的遺傳物質。DNA蛋白質外殼DNADNA2.煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗 (1)實驗過程及現(xiàn)象出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑(2)實驗結論______是煙草花葉病毒的遺傳物質，________不是煙草花葉病毒的遺傳物質。RNA蛋白質3.生物體內(nèi)的核酸種類及遺傳物質DNA噬菌體侵染細菌的實驗

T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的模式圖DNAC、H、O、N、P蛋白質C、H、O、N、S等(2)T2噬菌體的生活方式：專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)實驗材料：(3)噬菌體的增殖吸附注入合成組裝釋放1.實驗者：赫爾希和蔡斯2.設計思路：

設法將DNA、蛋白質等物質分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能。（與艾弗里實驗思路相同）增殖需要的條件內(nèi)容合成T2噬菌體DNA模板

的DNA原料

提供的4種脫氧核苷酸原料_________________場所_________________(3)噬菌體的增殖噬菌體大腸桿菌大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體噬菌體侵染細菌的實驗

合成T2噬菌體蛋白質2.實驗方法:

技術，用35S、32P分別標記

。再用標記的噬菌體侵染大腸桿菌。放射性同位素標記噬菌體的蛋白質和DNA

不能用14C、3H、18O、15N△注意：噬菌體增殖過程中：噬菌體只提供自身的DNA為模板，合成新DNA和蛋白質所需的原料、能量、場所、酶均來自大腸桿菌3.實驗過程：35S

32P

蛋白質外殼含35S

DNA含32P高低沒有35S

低高存在32PT2噬菌體屬于病毒，專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)。若要標記T2噬菌體，需先標記大腸桿菌。4．實驗結果及結論親代噬菌體32P標記DNA35S標記蛋白質寄主細胞內(nèi)________子代噬菌體________實驗結論

是遺傳物質有有無無DNA攪拌目的：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離離心的目的：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。噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性位置的誤差分析(1)32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌(2)35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌比較肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗DNA是主要的遺傳物質

實驗材料煙草花葉病毒(只由__________和_______組成)實驗過程實驗結論煙草花葉病毒的遺傳物質是_______，不是__________蛋白質RNA出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑RNA蛋白質1.RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)煙草花葉病毒(TMV)的增殖方式與噬菌體增殖方式類似，TMV裸露的RNA可以通過植物葉片摩擦形成的微傷口進入植物細胞。沒有蛋白質衣殼的保護，感染的頻率比較低。一旦TMV的RNA能順利進入煙草的細胞內(nèi)，就能像噬菌體一樣繁殖，產(chǎn)生新的TMV，從而讓煙草植株感染。2．DNA是主要的遺傳物質真核生物與原核生物的遺傳物質是

。病毒的遺傳物質是

或

。生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質是

，只有極少數(shù)生物的遺傳物質是

，因此，DNA是主要的遺傳物質。DNARNADNARNA是對整個生物界而言；就生物個體而言，其遺傳物質是唯一的DNA3.不同生物的遺傳物質：生物類型病毒原核生物真核生物體內(nèi)核酸種類DNA或RNADNA和RNADNA和RNA體內(nèi)堿基種類4種5種5種體內(nèi)核苷酸種類4種8種8種遺傳物質DNA或RNADNADNA實例噬菌體、煙草花葉病毒乳酸菌、藍細菌玉米、小麥、人2.生物體內(nèi)的核酸種類及遺傳物質DNADNA是主要的遺傳物質(1)赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質。(2022·廣東卷，5C)(

)(2)需用同時含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌。(2022·浙江6月選考，22A)(

)(3)噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉錄出RNA。(2022·湖南卷，2C)(

)(4)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗中可用15N代替32P標記DNA。(2019·江蘇卷，3A)(

)√×××(5)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導致其裂解。(2018·全國卷Ⅱ，5B)(

)(6)赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標記。(2017·江蘇卷，2D)(

)××1.在證明DNA是遺傳物質的實驗中，赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，據(jù)圖分析標記元素所在部位并說出理由： __________________________________________________________________ ________________________________。

該實驗不能標記C、H、O、N這些元素的原因是_________________________ _________________________________________________________________。標記元素所在部位分別是①④。標記DNA用的是P，①是磷酸；標記蛋白質用的是S，只有R基(④)中可能含有S C、H、O、N是DNA和蛋白質共有的元素，若選擇共有元素做標記，則無法將DNA和蛋白質區(qū)分開2.[2016·全國卷Ⅰ，T29(3)]將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是_________________________________________________ ___________________________________________________________________ _______________________________。

一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個含有32PC考向1

結合噬菌體侵染細菌實驗，考查實驗探究1.(2022·海南卷，13)某團隊從下表①～④實驗組中選擇兩組，模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，驗證DNA是遺傳物質。結果顯示：第一組實驗檢測到放射性物質主要分布在沉淀物中，第二組實驗檢測到放射性物質主要分布在上清液中。該團隊選擇的第一、二組實驗分別是(

)A.①和④

B.②和③C.②和④

D.④和③

材料及標記實驗組T2噬菌體大腸桿菌①未標記15N標記②32P標記35S標記③3H標記未標記④35S標記未標記A2.(2024·山西懷仁中學質檢)如圖A～E表示用35S標記的T2噬菌體侵染細菌的過程，下列有關敘述正確的是(

)A.A～E依次為吸附、注入、復制、組裝和釋放B.C時細菌內(nèi)部分DNA分子具有放射性C.D、E時分別攪拌、離心，后者上清液中放射性較強D.該實驗證明DNA是T2噬菌體的主要遺傳物質D3.(2024·江西臨川一中質檢)下列有關赫爾希和蔡斯研究T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，說法錯誤的是(

) A.子代噬菌體DNA中的部分元素來自親代噬菌體 B.35S標記的T2噬菌體的獲得需用35S標記的大腸桿菌培養(yǎng) C.用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中檢測到較高的放射性，可能是因為培養(yǎng)時間過長 D.侵染過程中所需的ATP可由大腸桿菌的線粒體所提供C考向2結合探索遺傳物質的實驗思路和方法，考查科學思維能力4.(2024·武漢聯(lián)考)煙草花葉病毒(TMV)是一種單鏈RNA病毒，具有S和HR等多種株系?？茖W家分別提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白質，進行了以下重組實驗：下列相關敘述中，合理的是(

)A.可以通過培養(yǎng)基上菌落特征的不同鑒別TMV的不同株系B.將TMV的遺傳物質與二苯胺水浴加熱，溶液會變成藍色C.根據(jù)實驗結果可推測，TMV的RNA控制其蛋白質的合成D.在該實驗中，第一組實驗是對照組，第二組實驗是實驗組重組實驗過程子代病毒的類型第一組：S－RNA＋HR－蛋白質→感染煙草S株系第二組：HR－RNA＋S－蛋白質→感染煙草HR株系5.(2024·南陽一中質檢)研究表明，金柑花斑病是由一種新型病毒感染金柑葉片引起的，為探究金柑花斑病的病毒類型是DNA病毒還是RNA病毒，某研究小組采用的實驗材料如下：長勢相近的1年生金柑、TRIzol試劑(用于DNA、RNA和蛋白質的分離)、DNA酶、RNA酶及實驗需要的用具。請回答下列問題： (1)核酸作為遺傳物質具備的條件有____________________________________ _______________________________________________________________。

在細胞生長和繁殖過程中能夠準確地復制，具有遺傳的連續(xù)性；儲存大量遺傳信息；結構比較穩(wěn)定(合理即可)(2)探究病毒的類型，方法步驟如下：①選擇長勢相近的1年生金柑，均分為A、B兩組。②用____________________處理金柑花葉病毒，將該病毒的核酸和蛋白質分開，取等量的核酸平均分成甲、乙兩組。③用DNA酶處理甲組，RNA酶處理乙組，培養(yǎng)一段時間后分別感染A、B組金柑。④一段時間后，觀察_______________________