2025届高三生物一轮复习课件第18讲 人类对遗传物质的探索过程

第18讲 人类对遗传物质的探索过程 考点一：肺炎链球菌的转化实验 两种肺炎链球菌的比较 肺炎链球菌 菌落 荚膜 毒性 R型细菌菌落 S型细菌菌落 粗糙 光滑 无 有 无 有 补充：荚膜的主要成分是多糖，有荚膜的肺炎链球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。 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠不死亡 注射 R型 活细菌 注射 S型 活细菌 注射加热致死的S型细菌 将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射 第一组 第二组 第三组 第四组 考点一：肺炎链球菌的转化实验 格里菲思的肺炎链球菌的转化实验 考点一：肺炎链球菌的转化实验 结果分析： 实验①、②对比说明 ； 实验②、③对比说明 ； 实验②、③、④对比说明 。 R型细菌无毒性，S型细菌有毒性 被加热杀死的S型细菌无毒性 R型细菌可转化为S型细菌 结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的“转化因子”。 考点一：肺炎链球菌的转化实验 艾弗里的肺炎链球菌的转化实验 控制变量的原理：减法原理：在提取物中用酶减去某种物质 考点一：肺炎链球菌的转化实验 实验 格里菲思的实验 艾弗里的实验 培养细菌 小鼠(体内) 培养基(体外) 实验对照 观察指标 结论 S型细菌细胞内有“转化因子” 转化因子是DNA 联系 ①所用实验材料都是R型和S型肺炎双球菌；②体内转化实验是基础，体外实验进一步说明遗传物质是DNA；③都遵循对照原则、单一变量原则 R型细菌和S型细菌致病性对照 S型细菌各成分作用的相互对照 小鼠是否死亡、能否分离出S菌 培养基中菌落的类型 考点一：肺炎链球菌的转化实验 补充：将加热杀死的S型细菌和R型细菌相混合后，两种肺炎双球菌在小鼠体内的数量变化示意图 ①适量的R型细菌被注入小鼠体内，数量会减少，最后几乎降为0，原因是小鼠具有免疫系统，能将大部分的R型细菌清除。 ②转化作用使得R型菌变为S型细菌，数量会增加，因为S型细菌有毒性，会使小鼠的免疫力大大降低，最终R型菌和S型菌数量都增加。 解读： 考点一：肺炎链球菌的转化实验 特别提醒： (1)转化的实质是基因重组：肺炎双球菌转化过程为S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。 (2)加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是DNA在加热变性后随着温度的降低又逐渐恢复活性（联系PCR）。 (3)并非所有的R型细菌都能被转化：只是少部分R型细菌被转化成S型细菌，因此艾弗里的实验组均能同时提取到R型菌和S型菌。转化效率与DNA纯度有关，纯度越高，转化效率越高。 (4)使小鼠致死的主要原因是S型菌多糖荚膜的存在，而不是S型细菌的DNA。 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 1.实验材料： T2噬菌体和大肠杆菌。 DNA C、H、O、N、P 蛋白质 C、H、O、N、S 等 T2噬菌体的生活方式： 专性寄生在大肠杆菌体内 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 2.实验原理： T2噬菌体侵染大肠杆菌过程 增殖需要的条件 内容 模板 的DNA 合成T2噬菌体DNA原料 提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 _________________ 场所 _________________ 噬菌体 大肠杆菌 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌的核糖体 除了DNA由噬菌体提供，其他所有原料和场所由大肠杆菌提供 3.实验方法： 同位素标记法 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 用 分别标记 ，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。 35S、32P T2噬菌体的蛋白质和DNA T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体，需先标记大肠杆菌。 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 3.实验方法： 同位素标记法 “时间适宜”：保证遗传物质注入大肠杆菌；且要保证大肠杆菌但并未发生裂解 “保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离 离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 用35S/32P分别标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌 保温（其中保温时间要适宜）、搅拌、离心、检测放射性强度 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 上清液： 沉淀物： 噬菌体 大肠杆菌 (外壳部分) (被注入遗传物质) 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 4.实验结果： 分组 结果 结果分析 对比实验 (相互对照) 被32P标记的噬菌体 上清液中几乎无32P，32P主要分布在沉淀物内 __________________________ 被35S标记的噬菌体 宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中 __________________________________________ 32P—DNA进入了宿主细胞内 35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面 考点二：T2噬菌体侵染大肠细菌实验 5.实验结论： DNA才是遗传物质 6.误差分析： 误差1：标记的32P在上清液放射性强 可能是因为保温的时间过短或过长 还可能是因为离心的转速太低，导致大肠杆菌未完全落入沉淀物中 误差2：标记的35S在沉淀物放射性强 可能是因为搅拌不充分 也可能是因为离心的转速太高，导致连部分噬菌体外壳也被离心至沉淀物中 比较肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染大肠细菌实验 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、 直接地研究它们各自不同的遗传功能 处理方法 酶解法：分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等分别与R型细菌混合培养，运用了减法原理 同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 能证明DNA是遗传物质，且蛋白质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 考点三：烟草花叶病毒感染烟草实验 1.实验方法： 出现病斑 烟草叶不出现病斑 2.实验结论： RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。 考点四：DNA是主要的遗传物质 （2）病毒的遗传物质是DNA或RNA。 （1）真核生物与原核生物（细胞生物）的遗传物质是DNA； 生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，所以说，DNA是主要的遗传物质。 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 _____________ ___________ DNA和RNA 体内碱基种类 ____种 _____种 ____种 体内核苷酸种类 _____种 _____种 ____种 遗传物质 ______________ ________ ________ 实例 噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人 DNA或RNA DNA和RNA 4 5 5 4 8 8 DNA或RNA DNA DNA 考点五：探究遗传物质的方法 (1)探究思路 ①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。 ②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。 (2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出：(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组) 考点五：探究遗传物质的方法 (2)探究方法 $$