DNA是主要的遗传物质 课件-2026届高三生物一轮复习

第22课时　 DNA是主要的遗传物质 课标要求 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。 考情分析 1.肺炎链球菌的转化实验 2024·甘肃卷，5；2022·浙江1月选考，20 2.噬菌体侵染细菌的实验 2024·甘肃卷，5；2024·湖南卷，7； 2022·海南卷，13；2022·湖南卷，2； 2022·浙江6月选考，22 继摩尔根证实了基因在染色体上之后，20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？ 作为生物的遗传物质必须具有多样性，蛋白质是具有多样性的，而早期人们对DNA的认识是不充分的，认为DNA仅仅是四核苷酸连接而成的多聚体，不具有多样性。“蛋白质是遗传物质”是早期的主流观点，后来一些学者通过实验证明了DNA才是遗传物质。 考点一 肺炎链球菌的转化实验 1.肺炎链球菌的体内转化实验 （1）实验者： 格里菲思 （2）实验材料： R型、S型肺炎链球菌和小鼠 项目 S型细菌（Smooth） R型细菌（Rough） 菌落 菌体 有无毒性 表面光滑 表面粗糙 有 无 多糖类的荚膜 考点一 肺炎链球菌的转化实验 1.肺炎链球菌的体内转化实验 （3）实验过程： 一、二组对比，说明： R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。　 二、三组对比，说明： 加热杀死的S型细菌无致病性。　 二、三、四组对比，说明： R型细菌能转化成S型细菌。 加热杀死的S型细菌中，必然含有某种“转化因子”，使无致病性的R型活菌转化为有致病性的S型活菌 （4）实验结论： 考点一 肺炎链球菌的转化实验 1.肺炎链球菌的体内转化实验 【拓展延伸】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是_____________________________________________ __________________________。 (2)BC段R型细菌数量增多的原因是_____________________________________________ _______________________________________________________。 (3)后期出现的大量S型细菌是由______________________________而来的。 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 B点之前，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 R型细菌转化成的S型细菌繁殖 考点一 肺炎链球菌的转化实验 1.肺炎链球菌的体内转化实验 【拓展延伸】肺炎链球菌有S型(有毒)和R型(无毒)两种类型，每种类型均有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。SⅠ菌只能突变成对应的RⅠ菌，以此类推。反之亦然，RⅠ菌也只能突变成对应的SⅠ菌。1928年，格里菲思将加热致死的SⅢ菌与活的RⅡ菌混合后注射到小鼠体内，结果小鼠死亡，并从小鼠体内分离出活的SⅢ菌。 思考：实验结果是否是基因突变导致的? 不是，若是RⅡ菌发生了突变，则应分离出SⅡ菌，而实验中分离出的是SⅢ菌。 转化的实质是：S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，即基因重组。 考点一 肺炎链球菌的转化实验 2.肺炎链球菌的体外转化实验 （1）实验者： 艾弗里和他的同事 （2）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。 加热杀死的S型细菌破碎 加入活的R型细菌，进行体外转化测试 去除荚膜多糖 R型＋S型 R型＋S型 R型＋S型 R型＋S型 去除绝大部 分蛋白质 去除绝大 部分脂质 …… R型＋S型 S型细菌的细胞提取物 实验_____是对照组，___________是实验组，该实验运用了控制自变量的________(填“减法”或“加法”)原理。 实验①②③④分别说明___________________没有转化作用；实验①⑤说明__________有转化作用。 艾弗里实验说明使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是________。 考点一 肺炎链球菌的转化实验 2.肺炎链球菌的体外转化实验 （3）实验过程： ① ②③④⑤ 减法 蛋白质、RNA和脂质 DNA DNA 注意：①艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质； ②被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数； 考点一 肺炎链球菌的转化实验 3.科学方法--自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 减法原理 加法原理 含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。 举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。 含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。 举例：在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。 对照组 实验组 实验组 实验组 对照组 实验组 实验组 练习：(2025·山东济南模考)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。 下列叙述正确的是(　　) A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解 B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果 C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化 D.步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果 D 练习：(多选)(2025·江苏无锡模拟)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)。下列有关说法正确的是(　　 ) 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 ABD 练习：某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是( ) A.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡 C.活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因突变 D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落 D 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （1）实验者： 赫尔希和蔡斯 （2）实验材料： T2噬菌体和大肠杆菌 （3）实验方法： 成分简单，只有DNA和蛋白质两种成分，便于实验。 放射性同位素标记　 用35S、32P分别标记____________________。 蛋白质和DNA　 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （4）实验过程： 怎样用32P标记T2噬菌体的DNA？怎样用35S标记T2噬菌体的蛋白质？ 35S标记的_______ 32P标记的_______ 大肠杆菌 T2噬菌体 T2噬菌体 培养 含32P的 _________ 含35S的 _________ 培养 大肠杆菌 含32P的细菌培养基 + 含35S的细菌培养基 + 大肠杆菌 大肠杆菌 + 培养 培养 T2噬菌体 + T2噬菌体 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （4）实验过程： 分别用35S或32P标记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 32P标记的噬菌体 35S标记的噬菌体 ： 上清液放射性很高， 沉淀物放射性很低。 子代噬菌体中无35S 上清液放射性很低， 沉淀物放射性很高。 子代噬菌体中含32P 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （5）实验分析： 实验分析 短时保温的目的 搅拌的目的 离心的目的 上清液放射性很高说明什么 沉淀物放射性很高说明什么 让噬菌体充分侵染大肠杆菌 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层 说明T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌 说明T2噬菌体的DNA进入了宿主细胞内 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （5）实验分析： ①本实验的对照类型是？ ②让已标记的噬菌体侵染大肠杆菌要经过短时间的保温，保温的时间有什么要求？保温时间过长或过短有什么影响？ ③用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，沉淀物有较高放射性的原因是什么？ 相互对照(对比实验)。 全部噬菌体侵染细菌且未释放。 保温时间过短，存在噬菌体还未侵染大肠杆菌，搅拌离心后上清液放射性较高；保温时间过长，子代噬菌体已经释放，搅拌离心后上清液放射性较高。 可能由于搅拌不充分，有含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 1.噬菌体侵染细菌实验 （5）实验分析： ④实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌有什么区别？ ⑤能否用3H、14C标记噬菌体？ ⑥能否同时用32P和35S标记噬菌体去侵染大肠杆菌？ ⑦假设蛋白质是T2噬菌体的遗传物质，32P组和35S组的预期结果是什么？ 第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。 不能，因为C、H是DNA和蛋白质的共有元素，无法确认被标记的是何种物质。 不能，因为放射性检测时，只能检测到放射性的存在部位，不能区分是何种元素发生的放射性。 32P组的放射性应主要出现在上清液中，沉淀物中几乎没有放射性；35S组的放射性应主要出现在沉淀物中，上清液几乎没有放射性。 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 2.烟草花叶病毒的感染实验 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。 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 2.烟草花叶病毒的感染实验 【拓展】烟草花叶病毒的重建实验 考点二 噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒感染实验 3.DNA是主要的遗传物质 细胞生物 真核生物（同时含DNA和RNA) 原核生物（同时含DNA和RNA) 大多数病毒(只含DNA) 极少数病毒(只含RNA) 非细胞生物 （HIV、SARS、烟草花叶病毒、H5N1） 遗传物质是DNA 遗传物质是RNA 细胞生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。DNA是主要的遗传物质。 练习：(多选)(2025·湖南长沙一模)如图表示用同位素标记技术完成的“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验的部分操作步骤示意图，下列对此实验的有关叙述正确的是(　 　) A.实验使用的被35S标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的 B.若改用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，则产生的子代噬菌体大多数不具有放射性 C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性 D.若T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则上清液中的放射性强度下降 BD 练习：(2022·海南卷，13)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 　　　 材料及标记 实验组　　 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 C 练习：为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温,一段时间后搅拌并离心,得到上清液和沉淀物并检测放射性,实验结果如表所示。下列正确的是（ ） A.通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离 B.进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3 min C.搅拌5 min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体 D.32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P 搅拌时间(min) 1 2 3 4 5 上清液35S百分比(%) 50 70 75 80 80 上清液32P百分比(%) 21 25 28 30 30 被侵染细菌成活率(%) 100 100 100 100 100 B 练习：用DNA双链均被32P标记的一个T2噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌，一段时间后释放出了M个子代T2噬菌体。下列有关叙述正确的是( ) A.用32P标记T2噬菌体的方法与用35S标记大肠杆菌的方法相同 B.这M个子代T2噬菌体中，含32P的T2噬菌体所占的比例为1/2 C.若子代T2噬菌体均同时含32P和35S，则该T2噬菌体只繁殖了一代 D.经过培养，得到的M个子代T2噬菌体中均不含35S C 练习：(多选)(2025·山东烟台模拟)人类对遗传物质的探索是全球几代科学家不断创新实验技术、不断修正完善实验结论的一个曲折而又漫长的过程。下列关于探究DNA是遗传物质的叙述，错误的是(　 　) A.格里菲思通过实验发现加热杀死的S型细菌DNA可将R型细菌转化为S型细菌 B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验利用“减法原理”，证明了DNA是主要的遗传物质 C.赫尔希、蔡斯利用同位素标记技术和离心技术，证明大肠杆菌的遗传物质是DNA D.用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草叶片出现感染病毒的症状 ABC $