2026届高三生物一轮复习课件 25讲 DNA是主要的遗传物质

DNA是主要的遗传物质 一轮复习第6单元第25讲 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 艾弗里确定转化因子的体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒的侵染实验 生物遗传物质的总结 近5年考情 考点 2024年湖南、2022海南、2022湖南、2022广东、2022河北、 噬菌体侵染细菌的实验 2022重庆、2021重庆 DNA是主要的遗传物质 2024年贵州、甘肃、2023天津、2022辽宁、2022浙江 肺炎链球菌的转化实验 2024年湖北、2019海南 RNA是遗传物质的实验证据 2019浙江 人类探索遗传物质的历程 本节内容考频较低，题型主要以选择题为主，题目难度较低，常结合DNA的复制、核酸、孟德尔遗传实验、基因结构、中心法则、体液免疫等内容一起考察，常考察科学史。 遗传物质的早期探索 提出“遗传因子”，并总结遗传规律 孟德尔 1 把“遗传因子”命名为基因 约翰逊 2 提出基因在染色体上的假说 萨 顿 3 实验证明基因位于染色体上 摩尔根 4 染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质 科学家们发现 5 DNA 蛋白质 6 孟德尔认为体细胞中的基因是成对存在的（ ） 假说演绎法 假说演绎法 类比推理法 一　、肺炎链球菌转化实验 1．实验材料：肺炎链球菌： 表面光滑 表面粗糙　 有毒 无毒　 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 R型和S型菌：同种细菌不同品系。 使人患肺炎或小鼠得败血症 异养需氧型 代谢类型： 生物分类： 原核生物 菌落： 无荚膜的肺炎链球菌，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。 2.体内转化实验——格里菲思等 (1)实验①②对比说明____________________________________。 (2)实验②③对比说明______________________________。 (3)实验①②③④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 1.转化的实质是：S型细菌的DNA片段（编码荚膜）整合到了R型细菌的DNA中，并且表达了，使受体细胞获得了新的遗传信息。即实现了 ，而非基因突变。 基因重组 控制荚膜形成的X基因 被破坏的S型菌 X基因吸附在R型菌表面 R型菌转化成S型菌 互换 自由组合 基因工程 实验的拓展分析 2.加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活表现为细菌生命活动的终止，但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。 DNA 热稳定性较高(或者冷却后DNA可恢复双螺旋结构) 只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。 观察实验，提出问题——肺炎链球菌体内转化实验 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA…… S型细菌 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。 艾弗里 3.艾弗里的肺炎链球菌转化实验（体外） S型细菌的DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 （1）实验目的： 探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质还是多糖？ （2）方法： 利用不同的酶，每一组实验特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化实验的影响（笔记） （3）过程： （4）结论： DNA是S型细菌的遗传物质，蛋白质不是遗传物质 ①对照组 ,实验组是 ②实验②③④分别说明 ③ 实验①⑤说明 ① ②③④⑤ 蛋白质、RNA、脂质没有转化作用 DNA有转化作用 实验思路：设法把DNA与蛋白质分开(1分),单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用(1分) 其巧妙之处是什么？ 运用“减法原理” ，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。 Ps:自变量控制的方法： 加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”。 注意：1.肺炎链球菌转化实验的比较 思考与讨论 1.体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。 2.从基因对性状的控制方式和荚膜的成分分析，S型菌的相关基因对荚膜的控制方式是？ 基因通过控制（相关）酶的合成来控制代谢（多糖荚膜的合成）过程，进而控制生物体的性状（毒性）。 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。 ( ) 整合到R型菌内的DNA分子片段，可以直接表达出产物荚膜多糖吗？基因表达的产物是？ 2.如图是肺炎链球菌体外转化实验图解,其中细胞提取物是加热致死的S型细菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。相关叙述错误的是(　　) A.设置第①组实验是作为对照 B.第②~⑤组利用酶的专一性 C.培养后第④组不出现R型菌落 D.本实验能证明DNA是遗传物质 C 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质( 　) 【感悟高考】 1.(2022·浙江1月选考)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 P169 D P166 考点二 噬菌体侵染细菌的实验 实验设计思路： 把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用 实验方法： 放射性同位素标记法 1.噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ①T2噬菌体的结构 DNA (C、H、O、N、P) （C、H、O、N、S等） 蛋白质 头部 尾部 32P标记的噬菌体 35S标记的噬菌体 专门寄生在大肠杆菌体内 T2噬菌体可利用肺炎链球菌的原料和场所进行繁殖（ ） 注意事项： 1.为什么不能标记C、H、O、N等共有的元素？也不能同时标记在同一噬菌体上？ 若标记蛋白质和DNA共有的元素，无法确定放射性来源是DNA还是蛋白质。即无法将DNA和蛋白质区分开 放射性检测时，只能检测到放射性存在的部位，不能检测到是何种元素的放射性，若标记在同一噬菌体，无法确定放射性是来自DNA还是蛋白质 ②T2噬菌体的增殖 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 合成T2噬菌体的DNA 合成T2噬菌体的蛋白质 1.噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 模版： 原料： 原料： 场所： 吸附 注入 合成 组装 释放 噬菌体借尾丝吸附在细菌表面 把DNA注入到细菌细胞 利用细菌的化学成分、酶系统和核糖体合成出噬菌体的DNA、蛋白质 新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体 细菌解体，释放出噬菌体 1.噬菌体能在宿主细胞内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解（ ） 2.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等（ ） 3.噬菌体侵染细菌的实验子代噬菌体的DNA的合成过程所需要的能量部分由线粒体提供（ ） ”两看法“判断子代噬菌体标记情况 1.某生物研究小组对噬菌体侵染细菌的实验进行了改进,他们分别用放射性同位素32P、35S、14C、3H进行如下标记:甲组用35S标记噬菌体、32P标记大肠杆菌;乙组用14C标记大肠杆菌,噬菌体不做标记;丙组用3H标记噬菌体,大肠杆菌不做标记。整个过程细菌不发生裂解。下列相关分析正确的是 (　　) A.甲组中子代噬菌体有的只含35S,有的只含32P,有的都含,有的都不含 B.乙组中子代噬菌体的DNA和蛋白质都含14C C.丙组中子代噬菌体都不含3H D.甲、乙、丙三组子代噬菌体中的DNA和蛋白质的合成都与大肠杆菌有关,与亲代噬菌体无关 B 含35S的培养基 含32P的培养基 32P 35S 被感染的大肠杆菌。 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。 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离 ①标记噬菌体 ②噬菌体侵染细菌 1.噬菌体侵染细菌的实验 (2)实验过程 对比实验(相互对照) 35S 35S 32P 32P 上清液：噬菌体外壳、释放/未侵染的噬菌体 放射性 放射性 放射性 放射性 (3)实验结果分析 1.噬菌体侵染细菌的实验 蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中 沉淀物出现放射性原因 搅拌不充分，少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中 说明：DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中 上清液出现放射性原因？ ①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内； ②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代 3.实验结果分析: (1)噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。 4.实验结论:DNA是噬菌体的遗传物质。 ③上述实验能否证明蛋白质不是遗传物质呢？ 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。 项目 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 处理方法 检测方式 结论 肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能 酶解法：将细胞提取物分别用蛋白酶、酯酶、DNA酶、RNA酶等处理后再与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记噬菌体蛋白质和DNA 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质 【典例】1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤,请据图回答 (1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是__________________________________________________。 实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌____________ (填“带有”或“不 带有”)放射性。 在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得 不带有 (2)实验过程中,搅拌的目的是______________________。 搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,而上清液中仍有32P放射性出现,说明_______________。 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体 (3)在35S组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为_______。 (4)该实验证明了___________________。 ④ DNA是遗传物质 【典例】1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤,请据图回答 32P标记组上清液 32P标记组沉淀物 经典真题 8．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 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　 2.烟草花叶病毒感染烟草的实验 (1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有 和 )、烟草。 (2)实验过程(如何设计) 蛋白质 RNA 蛋白质 RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到全新病毒 不能得到病毒 RNA 蛋白质 (3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。 RNA 蛋白质 世纪金榜版权所有 二、生物体内的核酸种类及遗传物质 碱基种类、核苷酸种类 新冠病毒的遗传物质的结构中嘧啶数和嘌呤数相同（ ） D C 名师点睛　DNA是主要遗传物质的含义 “DNA是主要遗传物质”是对整个生物界来说的,生物界除了部分病毒的遗传物质是RNA,其他生物遗传物质都是DNA,另外此结论是通过统计大量数据得出的结论,并不是某个实验证明的。 (1)一种生物的遗传物质只能是DNA、RNA中的一种； (2)一个单独的实验不能证明DNA是主要的遗传物质； (3)细胞生物的遗传物质是DNA。 示踪元素 标记物质 研究内容 结论(结果) 14C CO2 暗反应中碳的 转移途径 3H 亮氨酸 分泌蛋白的合 成分泌过程 18O H2O和CO2 光合作用中O2的来源 15N DNA DNA的复制方式 高中生物其他常用同位素示踪举例 发现卡尔文循环 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 光合作用产生的O2来自H2O，而不是CO2 DNA半保留复制 题1：同位素标记法可以追踪生物体内物质的运行和变化规律，正确的是（ ） A.用14C标记的噬菌体侵染细菌，证明了DNA是遗传物质 B.用15N标记的核苷酸弄清了分裂期染色体形态和数目的变化规律 C.用32P标记的噬菌体侵染细菌，经过保温、搅拌、离心，可以检测到沉淀物中放射性很低 D.用3H标记亮氨酸，发现分泌蛋白在细胞内合成与分泌的顺序是核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜 B.没有用同位素标记，直接染色观察的 D 题2：同位素标记法是生物学常用的一种研究方法，下列关于此类叙述正确的是（ ） A．用含有3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只在分生区细胞中检测到放射性 B．给小麦供应14CO2，14C不会出现在叶肉细胞中 C．给豚鼠供应1802，不会呼出C18O2 D．赫尔希和蔡斯用35S标记噬菌体的蛋白质，标记元素在氨基酸的 R基 D Lavf58.20.100 $