2025届高三生物一轮复习课件第24讲 DNA是主要的遗传物质

第24讲 DNA是主要的遗传物质 第六单元 遗传的分子基础 考点一 肺炎链球菌转化实验 格里菲思的体内转化实验 1 一、肺炎链球菌的类型 项目 S型 R型 菌落 有无荚膜 有无毒性 表面光滑(Smooth) 表面粗糙(Rough) 有 无 注：荚膜是一层胶状物质，有荚膜的肺炎链球菌(S型菌)可抵抗吞噬细胞的吞噬，使人和小鼠患肺炎。 多糖类的荚膜 无荚膜 3 ①R型活细菌 ②S型活细菌 ③加热致死的S型细菌 ④R型活细菌+加热致死的S型细菌 小 鼠 不死亡 死亡，分离出S型活细菌 不死亡 死亡，分离出S型活细菌 注射 注射 注射 混合注射 格里菲思的体内转化实验 1 二、实验过程及结果 结果分析： (1)实验①②对比说明 。 (2)实验②③对比说明 。 (3)实验②③④对比说明 。 (4)结论： 。 R型细菌无致病性，S型细菌有致病性 被加热杀死的S型细菌无致病性 R型细菌可转化为S型细菌 加热致死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌 转化的只是少部分R型细菌 但转化因子的本质不清楚 格里菲思的体内转化实验 1 格里菲思的体内转化实验 1 深层解读： 从第四组实验的小鼠尸体中分离出有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型活细菌。这说明什么？ 说明R型细菌转化为S型细菌，这种性状的转化是可以遗传的。即R型细菌转化为S型细菌是遗传物质引起的改变，不是环境引起的改变。 注意：加热并没有使DNA完全失去活性 加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。　　 格里菲思第四组实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则： ①ab段R型细菌数量减少的原因是： ②bc段R型细菌数量增多的原因是： ③后期出现的大量S型细菌的来源: 小鼠进行免疫反应形成大量抗体，致使R型细菌数量减少。 b之前已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能使小鼠患病，降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。 R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来 【拓展延伸】 7 艾弗里体外转化实验 2 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 在杀死的S型细菌中含有哪些物质？ 究竟哪一个才是转化因子呢？ 【关键思路】 把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。 8 艾弗里体外转化实验 2 1. 实验过程及结果 2. 结果分析 a、第①组实验表明： b、第②③④组实验表明： S型细菌的细胞提取物可以促进R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的细胞提取物用蛋白酶、酯酶或RNA酶处理后仍然具有转化活性 艾弗里体外转化实验 2 1. 实验过程及结果 2. 结果分析 c、第⑤组实验表明 S型细菌的细胞提取物经DNA酶处理后失去转化活性 DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质 3. 实验结论 注意:该实验既证明了DNA是遗传物质，也证明蛋白质等不是遗传物质 基因重组 R型细菌转化为S型细菌的实质： S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 【拓展延伸】 11   格里菲思的体内转化实验 艾弗里的体外转化实验 培养场所 巧妙构思 实验结论 小鼠体内 培养基 将R型与加热杀死的S型注入小鼠体内作为对照来说明确实发生了转化 利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响 存在某种转化因子使R型转化为S型 S型的DNA是使R型菌 产生稳定遗传变化的物质 肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较 12 习题巩固 1. 在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无致病性的R 型活细菌 与被加热杀死的S 型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了 有致病性的S 型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所 做的下列推测中，不合理的是( ) A. 与R型菌相比，S 型菌的致病性可能与荚膜多糖有关 B. S型菌的DNA能够进入R 型菌细胞指导蛋白质的合成 C. 加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA 功能可能不受影响 D. 将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S 型菌 D 习题巩固 2. （2023·河北衡水中学四调）枯草杆菌有噬菌体M敏感型菌株（S 型） 和噬菌体M不敏感型菌株（R型）两种类型，噬菌体M能特异性地侵染S 型菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和混合培养S 型+R型菌株，一段时间后，向三组培养基中接入噬菌体M ，枯草杆菌 的相对含量变化如图所示。下列相关叙述正确的是( ) 习题巩固 A. S型菌能为噬菌体M 的增殖提供模板、原料和相关的酶 B. 混合培养后，R型菌能使S 型菌转化为R 型菌 C. 混合培养过程中，S 型菌诱导R型菌发生了定向突变 D. S 型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M 识别的受体 √ 考点二 噬菌体侵染细菌实验 噬菌体侵染细菌实验 一、实验材料——T2噬菌体和大肠杆菌 1. T2噬菌体的结构及生活方式 噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称 （1）头部内含有 ，含 元素 DNA P （2）头部和尾部的外壳由 构成， 含 元素 蛋白质 S （3）生活方式： 专门寄生在大肠杆菌体内 尾部 头部 DNA 蛋白质 17 噬菌体侵染细菌实验 一、实验材料——T2噬菌体和大肠杆菌 2. 噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 模板 合成T2噬菌体DNA的原料 合成T2噬菌体蛋白质 原料 场所 噬菌体的DNA 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌的核糖体 注意：噬菌体增殖过程中，噬菌体只提供自身的DNA为模板，合成新DNA和蛋白质所需的原料、能量、场所、酶均来自大肠杆菌 噬菌体侵染细菌实验 二、实验方法 放射性同位素标记技术 思考1：应该选择什么元素对DNA和蛋白质进行放射性标记？ 蛋白质: DNA： C、H、O、N、S C、H、O、N、P 35S 32P 思考2：可以直接标记T2噬菌体吗？ 不可以，T2噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌的培养基培养噬菌体。 19 噬菌体侵染细菌实验 三、实验过程及结果 1. 第一步：标记大肠杆菌 大肠杆菌 + 含35S的培养基→含35S的大肠杆菌 大肠杆菌 + 含32P的培养基→含32P的大肠杆菌 2. 第二步：标记T2噬菌体 T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体 T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体 注意：不能用35S、32P标记同一噬菌体 20 3. 第三步 标记的噬菌体侵染 未标记大肠杆菌 短时间保温后 搅拌 离心后检 测放射性 搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。 离心使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。 噬菌体侵染细菌实验 三、实验过程及结果 21 噬菌体侵染细菌实验 4. 实验结果分析 用35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合 经短时间保温后用搅拌器搅拌 离心检测上清液和 沉淀物中的放射性物质 细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性 35S标记噬菌体组 上清液放射性很高 沉淀物放射性很低 子代噬菌体中无35S 上清液放射性很高 说明T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌 沉淀物有放射性但低 是因为搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质 外壳吸附在细菌上，随细菌离心到沉淀物中。 噬菌体侵染细菌实验 4. 实验结果分析 32P标记噬菌体组 用32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合 经短时间保温后用搅拌器搅拌 离心检测上清液和 沉淀物中的放射性物质 细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性 上清液放射性很低 沉淀物放射性很高 子代噬菌体中含32P 沉淀物放射性很高 上清液有放射性但低 说明T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌 培养(保温)时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌； 培养(保温)时间过长，部分子代噬菌体已经释放。 噬菌体侵染细菌实验 四、实验结论 ①直接证明： 。 ②间接证明：DNA能够 ，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能够控制 的合成，从而控制生物体的代谢和性状。 ③上述实验能否证明蛋白质不是遗传物质？ 不能，因为蛋白质没有进入细菌体内，不能明确其是否有遗传效应。 DNA是噬菌体的遗传物质 自我复制 蛋白质 噬菌体侵染细菌实验 五、实验的两个关键环节——保温与搅拌 ①侵染时间要合适，否则会影响32P标记组的放射性分布 25 噬菌体侵染细菌实验 五、实验的两个关键环节——保温与搅拌 ②搅拌要充分，否则会影响35S标记组的放射性分布 【拓展延伸】 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 27 探究遗传物质的方法 1.探究思路 (1)若探究遗传物质是哪种物质，应设法将物质分开，单独观察其作用。 (2)若探究未知生物的遗传物质是DNA还是RNA，可利用酶的专一性或同位素标记法。 2.探究方法 【拓展延伸】 习题巩固 1. (2023·河北张家口期末)赫尔希和蔡斯通过T2 噬菌体侵染细菌的实验， 证明了DNA 是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是( ) A. 该实验中用​35S标记的T2噬菌体侵染细菌的组别是对照组 B. 离心不充分会导致吸附在细菌上的部分噬菌体不能与细菌分离 C. 实验结果表明，DNA是使噬菌体发生稳定遗传的物质 D. ​32P标记的T2噬菌体侵染细菌后，子代噬菌体多数有放射性 C 考点三 烟草花叶病毒感染实验及生物的遗传物质 烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 1 一、实验材料 烟草花叶病毒（只由蛋白质和RNA组成）、烟草（高等植物） RNA 蛋白质 烟草花叶病毒 烟草花叶病 31 烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 1 二、实验过程及现象 出现病斑 不出现病斑 三、实验结论： 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。 32 生物体内的核酸种类及遗传物质 2 一、DNA是主要的遗传物质 ①绝大多数生物以DNA为遗传物质 凡是有DNA的生物 凡是有细胞结构的生物 ②极少数生物没有DNA，只有RNA一种核酸，则RNA是遗传物质， 如烟草花叶病毒、艾滋病病毒HIV、新冠病毒等 注意：就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA。 33 二、不同生物的遗传物质 生物种类 核酸种类 碱基 核苷酸 遗传物质 实例 细胞生物 病毒 DNA病毒 RNA病毒 2种 （DNA和RNA) 1种(DNA) 1种(RNA) 5种 4种 4种 8种 4种 4种 DNA DNA RNA 人、酵母菌、蓝藻等 噬菌体等 HIV等 生物体内的核酸种类及遗传物质 2 34 习题巩固 1. 烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV) 都能感染烟叶，但二者致 病的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( ) 习题巩固 A. a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV 的蛋白质 外壳没有感染作用 B. b过程表示用HRV的RNA 单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用 C. c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA 合成的“杂种病毒” 感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV 症状，并能从中分离出HRV D. 该实验证明只有车前草病毒的RNA 是遗传物质，蛋白质外壳和烟草 花叶病毒的RNA 不是遗传物质 √ $$