2025届高三生物一轮复习课件：DNA是主要的遗传物质

DNA是主要的遗传物质 第29课时 概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 课标要求 1.肺炎链球菌的转化实验 2022·浙江1月选考·T20　2021·全国乙·T5　 2020·浙江7月选考·T12 2.噬菌体侵染细菌的实验 2022·海南·T13　2022·湖南·T2　2022·浙江6月选考·T22 2020·浙江1月选考·T23 3.烟草花叶病毒感染实验 2018·全国Ⅱ·T5 考情分析 例1.(2021·全国乙，5)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的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型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C.加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌 D 考点一、肺炎链球菌的转化实验 思考：S型菌有毒性，R型菌无毒性的直接原因是什么？根本原因是什么？ 直接原因：S型菌有多糖荚膜，R型菌无多糖荚膜 根本原因：S型菌和R型菌的基因不同 教材拾遗[必修2 P43“相关信息”]荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌(R型菌),感染人体或动物体后,容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌（S型菌）可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。 1.格里菲思的体内转化实验 (1)过程与结论 死亡 活的R型细菌无毒性,活的S型细菌有毒性 已加热致死的S型细菌无毒性 R型活细菌 不死亡 死亡 R型细菌可转化为S型细菌 转化因子 必 备 知 识 (2)实验分析 ①体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性? ②格里菲思通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型细菌,除此之外,还可以通过怎样的方法区别R型细菌和S型细菌? 通过显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基上观察菌落特征,若表面光滑,则为S型细菌,若表面粗糙,则为R型细菌。 蛋白质变性失活,DNA先变性后恢复活性 只有实验①②④，能不能得出结论？ 不能；因为无对照实验无法排除“加热致死的S型细菌”也能导致小鼠死亡的可能 巩固.(2024·长沙高三月考)加热致死的S型细菌会释放自身的DNA小片段，这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后，双链被解开，其中一条链被降解，另一条链进入受体细菌，和R型细菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段(如图所示)，使R型细菌(无荚膜多糖)转变成S型细菌(有荚膜多糖)。下列有关说法错误的是 A.转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息不同 B.转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成 C.R型细菌转化成S型细菌是发生了基因突变 D.受受体细菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌 C 题后拓展、转化的实质 (1)加热致死的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。 (2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。 (3)一般情况下,转化率很低,形成的S型细菌很少,转化后形成的S型细菌可以快速繁殖形成大量的S型细菌,说明S型细菌的DNA是遗传物质。 辨析：R型细菌转化为S型细菌属于可遗传变异。(　 ) √ 例2、 S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是 (　 ) A.本实验的自变量为步骤①中不同酶的处理 B.本实验利用了自变量控制中的“减法原理” C.固体培养基比液体培养基更便于观察结果 D.DNA酶处理的一组为实验组,另一组为对照组 D 思考：艾弗里及其同事进行了肺炎双球菌的转化实验，该实验最关键的实验设计思路是什么？ 利用减法原理，特异性去除S型细菌的一种物质后，与R型活细菌混合培养,观察是否具有转化活性， 1、实验过程及结果 必 备 知 识 艾弗里的体外转化实验 2、结论: DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 辨析：（1）艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(　 ) （2）在肺炎链球菌体内转化实验中,全部的R型细菌都发生转化。（ ） (3)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质,同时证明了蛋白质等不是遗传物质（ ） × × √ b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖 1.在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： (1)ab段R型细菌数量减少的原因：__________ _________________________________________________。 (2)bc段R型细菌数量增多的原因：________________________________ _______________________________________________________。 小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少 (3)后期出现的大量S型细菌是由 产生的。 (4)在格里菲思转化实验中，R型细菌转化为S型细菌时所需转化因子、原料、能量分别由哪方提供？ R型细菌转化成的S型细菌繁殖 转化因子来自S型细菌，而原料和能量均来自R型细菌。 2.某同学在格里菲思实验的基础上补充完成了如下第五组实验：将加热致死的R型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；第六组实验：将活的S型细菌和加热致死的R型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠死亡。该同学由此得出了实验结论：S型细菌未转化为R型细菌，R型细菌体内没有“转化因子”。 该同学得出实验结论的证据充足吗？如不充足，应如何补充才能得出正确结论？ 不充足；应补充第七组实验：抽取第六组实验中死亡小鼠的血液，接种于固体培养基上，观察记录菌落特征。 关键能力 例3、(不定项)(2024·济南高三模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如图所示的实验，下列说法中错误的是 A.搅拌不充分会导致上清液的放射 　性强度减小 B.改用14C标记噬菌体，可以证明噬 　菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞 C.细菌裂解后得到的所有子代噬菌体都带有32P标记 D.该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响 B 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 思考：1、简述对噬菌体进行同位素标记的全过程；原因是什么？ 先在含35S的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体 噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中 DNA C、H、O、N、P 蛋白质 C、H、O、N、S等 2、用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，参照如图2被标记的部位分别是 ①② 1、实验材料：噬菌体和大肠杆菌 （教材P47拓展应用1） 噬菌体DNA 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌的核糖体 必 备 知 识 思考：子代噬菌体的蛋白质外壳的来源？ 噬菌体的增殖过程： ①模板:进入细菌体内的　　　　　　。  ②合成噬菌体DNA的原料:　　　　　　　　　　　　　　。  ③合成噬菌体的蛋白质的原料为　　　　　　　　 ,场所为　　 　 　　。 噬菌体侵染细菌的实验 9 2.实验方法 　　　　　　　法,用　　　　分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。 3.实验过程 同位素标记 35S、32P 艾弗里和赫尔希等人的实验方法不同，但最关键的实验思路却有共同之处，最关键之处是什么？ 将DNA和蛋白质分开，单独、直接观察其作用 4.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。 DNA是噬菌体的遗传物质 自我复制 蛋白质 10 【情境长句】（练思维） (1)噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌的目的是　　　　　　　　 　 　　　　　, 离心的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。   (2)噬菌体侵染细菌的实验中,　　　　(填“能”或“不能”)用3H、14C标记噬 菌体,原因是　　　　　　　　　　　　　　。   (3)噬菌体侵染细菌的实验中,　　　　(填“能”或“不能”)同时用32P和35S标 记噬菌体去侵染大肠杆菌,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　。 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 不能 蛋白质和DNA都含有H和C 不能 放射性检测时,只能检测到放射性的存在部位,不能区分是何种元素具有放射性 11 巩固、 [2023·云南丽江一模] 某生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大 肠杆菌的实验,下列有关分析正确的是 ( 　) A.为获得35S标记的噬菌体,可用含35S的完全培养基进行培养 B.大肠杆菌拟核DNA上含有2个游离的磷酸基团 C. 35S将出现在子代噬菌体的蛋白质外壳中 D.沉淀物b放射性的高低,与过程②中搅拌是否充分有关 D 思考：用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中 有较高放射性的原因有哪些？ 保温时间长短： 例4、[2023·天津市区重点学校二模] 在探究核酸是遗传物质的科学历程中,有T2噬 菌体侵染细菌、肺炎链球菌的转化、烟草花叶病毒感染和重建等经典实验。下 列有关叙述正确的是(　 ) A.格里菲思的肺炎链球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质 B.艾弗里的肺炎链球菌的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 C.烟草花叶病毒重建实验中,用重组病毒感染烟草,后代病毒仍是重组病毒 D.T2噬菌体侵染细菌实验中,搅拌的目的是使吸附的噬菌体与细菌分离 D 考点三、烟草花叶病毒感染实验 基础落实： 1、烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验的实验目的是什么？实验思路是什么？实验结论是什么？ 2、如何理解DNA是主要的遗传物质 3、结合肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌内的实验，分析DNA作为遗传物质的特点。（教材P47拓展应用2） 探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么。 设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 生物界，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA 能自我复制；能指导蛋白质的合成；能储存遗传信息；结构比较稳定 正误辨析：(1)在真核生物中，DNA是主要的遗传物质(　　) (2)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(　　) (3)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上(　　) (4)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(　　） × × × × 错误；对于逆转录病毒，在其增殖的过程中，先进行逆转录，形成DNA，再进行DNA复制、转录和翻译过程，因此，若增殖过程中产生了DNA聚合酶，只能说明该病毒在增殖过程中，进行了DNA复制过程，并不能判定其遗传物质为DNA。 能力提升:某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了不同研究，得出了不同结论。 1.根据实际情况，分析结论是否正确，并说明理由。 (1)甲方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒。 (2)乙方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒。 错误；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而DNA通常为双链，RNA通常为单链，但在少数病毒体内也发现了单链DNA和双链RNA，根据嘌呤数≠嘧啶数，不能判定该病毒的遗传物质为RNA。 2.若该科研小组计划利用放射性同位素标记法探究该新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，请简述该实验的设计思路： 用含同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸为原料分别培养活细胞，再用上述标记的两种细胞培养该病毒，一段时间后分别检测子代病毒中是否出现放射性 探索“遗传物质”的3种方法 方法技巧 刷真题、明考向 1. [2022·广东卷] 下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是 ( 　) A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 D 2. [2022·湖南卷] T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( 　) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 C 3. [2022·海南卷] 某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大 肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主 要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队 选择的第一、二组实验分别是 (　 ) A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③ C 实验组 材料及标记 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 $$