高考生物總復習 第三章 基因的本質 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質課件 新人教版必修2.ppt

第3章 基因的本質 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質,【知識梳理】 一、肺炎雙球菌的轉化實驗 1.格里菲思的體內轉化實驗： (1)過程及結果：,不死亡,死亡,S型活細菌,不死亡,死亡,S型活細菌和,R型活細菌,R型活細菌,R型活細菌,(2)結論：加熱殺死的S型細菌中含有_，將R型活細菌轉化 為_。,轉化因子,S型活細菌,2.艾弗里的體外轉化實驗： (1)實驗過程：,R型和S型,R型,(2)分析實驗過程。 只有加入_，R型細菌才能轉化為S型細菌。 S型細菌的DNA加入_后不能使R型活細菌發(fā)生轉化。 (3)得出實驗結論：S型細菌的_是“轉化因子”，即_ _。,S型細菌的DNA,DNA酶,DNA,DNA是遺,傳物質,二、噬菌體侵染細菌的實驗 1.實驗方法：_，即用35S、32P分別標記_ 和_。,放射性同位素標記法,蛋白質,DNA,2.實驗過程： 標記大腸桿菌：分別用含_的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌 標記噬菌體：分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到 _或_的噬菌體 ,35S和32P,蛋白質含35S,DNA含32P,含35S的噬菌體,未被標記的大腸桿菌,高,低,低,高,3.實驗分析： (1)依據(jù)：上清液中含有_和_， 沉淀物中含有_和_。 (2)結果：噬菌體的_并未進入細菌內部，噬菌體的_進 入了細菌內部。 4.實驗結論：_是遺傳物質。,未侵染的T2噬菌體,侵染后T2噬菌體的外殼,被侵染的細菌,未被侵染的細菌,蛋白質外殼,DNA,DNA,三、DNA是主要的遺傳物質 1.原因：絕大多數(shù)生物的遺傳物質是_。 2.證明RNA是遺傳物質的實驗： (1)實驗材料：煙草花葉病毒和煙草，煙草花葉病毒的組成是 _。,DNA,蛋白質和RNA,(2)實驗過程及結果： (3)實驗結果分析與結論：煙草花葉病毒的_能自我復制，控制 其遺傳性狀，因此_是它的遺傳物質。,正常,患病,RNA,RNA,RNA,【小題快練】 1.考題診斷： (1)(2014·江蘇高考T4D)赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體 的蛋白質和DNA，證明了DNA的半保留復制。 ( ) 【分析】赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA， 證明了DNA是遺傳物質。,×,(2)(2013·江蘇高考T2C)格里菲斯(思)的肺炎雙球菌轉化實驗直接 證明了DNA是遺傳物質。 ( ) 【分析】格里菲斯(思)沒有把DNA和各種物質分開，沒有證明DNA是 遺傳物質。 (3)(2012·江蘇高考T2D)煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒 的遺傳物質是RNA。 ( ) 【分析】煙草花葉病毒感染煙草實驗只能說明煙草花葉病毒的遺傳 物質是RNA，而不能說明所有病毒的遺傳物質是RNA，有些病毒的遺 傳物質是DNA。,×,×,2.易錯診斷： (1)科學家通過肺炎雙球菌的體內轉化實驗證明加熱殺死的S型細菌的 DNA是轉化因子。 ( ) 【分析】科學家通過肺炎雙球菌的體內轉化實驗證明加熱殺死的S型 細菌中存在一種物質能把R型細菌轉化為S型細菌，并沒有證明這種 轉化因子的本質。,×,(2)可分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬 菌體。 ( ) 【分析】噬菌體是一種專門寄生在細菌體內的病毒，所以標記噬菌體 應分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的細菌培養(yǎng)。 (3)只有細胞內的核酸才是攜帶遺傳信息的物質。 ( ) 【分析】細胞生物和病毒均有核酸，它們的核酸均是攜帶遺傳信息 的物質。,×,×,3.教材研習： (必修2 P44圖3-3改編)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。由表可知( ),A.不能證明S型細菌的蛋白質不是轉化因子 B.說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性 C.和說明S型細菌的DNA是轉化因子 D.說明DNA是主要的遺傳物質,【解析】選C。組：R型細菌+S型細菌的蛋白質，只長出R型細菌，說明蛋白質不是轉化因子。組：R型細菌+S型細菌的莢膜多糖，只長出R型細菌，說明莢膜多糖不是轉化因子，無法證明S型細菌的莢膜多糖有酶活性。組：R型細菌+S型細菌的DNA，結果既長出R型細菌又長出S型細菌，說明DNA可以使R型細菌轉化為S型細菌。組：用DNA酶將DNA水解，結果只長出R型細菌，說明DNA的水解產(chǎn)物不能使R型細菌轉化為S型細菌，從反面說明了只有DNA才能使R型細菌發(fā)生轉化。D項，此實驗只涉及R型和S型肺炎雙球菌兩種生物，沒有涉及RNA病毒，無法證明DNA是主要的遺傳物質。,4.下列關于肺炎雙球菌轉化實驗的敘述中，正確的是( ) A.加熱殺死后的S型細菌的DNA已經(jīng)全部斷裂，失去活性 B.在艾弗里的實驗中，DNA酶將S型細菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細菌發(fā)生轉化 C.在轉化過程中，加熱殺死后的S型細菌的DNA沒有進入R型活細菌的細胞中 D.加熱殺死的S型細菌也能使小鼠的體細胞發(fā)生轉化,【解析】選B。加熱殺死的S型細菌的DNA仍具有活性；DNA酶能將DNA水解成脫氧核苷酸，DNA不再存在，因此不能使R型細菌發(fā)生轉化；加熱殺死的S型細菌的DNA進入R型細菌的細胞中，使之轉化成了S型細菌；S型細菌的DNA與動物細胞內的DNA結構不同，一般不能進行轉化。,5.在肺炎雙球菌轉化實驗中，將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混 合后，注射到小鼠體內，下列能在死亡小鼠體內出現(xiàn)的細菌類型有 ( ) 有毒R型 無毒R型 有毒S型 無毒S型 A. B. C. D. 【解析】選B。加熱殺死的S型細菌與R型活細菌混合培養(yǎng)，S型細菌的DNA使部分R型活細菌轉化成S型活細菌，所以小鼠體內的細菌類型有有毒S型活細菌和無毒R型活細菌。,6.噬菌體侵染細菌的實驗中，在細菌體內合成蛋白質的錯誤敘述是 ( ) A.原料和酶來自細菌而模板來自噬菌體 B.模板和酶來自噬菌體，核糖體和氨基酸原料來自細菌 C.指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，氨基酸原料來自細菌 D.指導蛋白質合成的DNA來自噬菌體，核糖體、氨基酸原料和酶由細菌提供 【解析】選B。噬菌體以自己的DNA為模板，利用細菌的原料、場所等復制自己的DNA、合成自己的蛋白質外殼。,7.下列有關核酸與遺傳物質關系的敘述，不正確的是( ) A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質 B.有的生物的遺傳物質是RNA C.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質 D.核酸是所有生物的遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質,【解析】選C。生物的遺傳物質是核酸，有細胞結構的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質；沒有細胞結構的病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳物質。總之，大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，即DNA是主要的遺傳物質。,【速記卡片】 1.兩個肺炎雙球菌轉化實驗的結論： (1)格里菲思實驗的結論：加熱殺死的S型細菌中存在“轉化因子”。 (2)艾弗里實驗的結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性變化的物質，即DNA是遺傳物質。 2.噬菌體侵染細菌實驗的兩次標記： (1)第一次標記：標記大腸桿菌，分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌。 (2)第二次標記：標記噬菌體，分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。,3.證明DNA是遺傳物質的兩大實驗的實驗思路： 設法將DNA和蛋白質等其他物質分離開來，單獨地、直接地觀察它們各自的作用。 4.關于遺傳物質的三個問題： (1)真核生物和原核生物的遺傳物質一定是DNA。 (2)病毒的遺傳物質是DNA或RNA。 (3)絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質。,考點一 肺炎雙球菌的轉化實驗 1.R型細菌和S型細菌的辨別： (1)制作裝片，顯微鏡觀察是否有莢膜結構。 (2)培養(yǎng)形成菌落，根據(jù)培養(yǎng)基中兩種細菌不斷增殖形成菌落的形態(tài)可以區(qū)分，肉眼即可辨別。,2.體內轉化和體外轉化實驗的比較：,3.實驗拓展分析： (1)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復活性。 (2)轉化后形成的S型細菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質。,【高考警示】“轉化”的兩個易錯點 (1)轉化的實質是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉化實驗中S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。 (2)發(fā)生轉化的只是少部分R型細菌：由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，所以轉化過程中并不是所有的R型細菌都轉化成S型細菌，而只是少部分R型細菌轉化成S型細菌。,【考題回訪】 1.(2015·南昌模擬)格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗如下： 將無毒的R型活細菌注入小鼠體內，小鼠不死亡 將有毒的S型活細菌注入小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡 將加熱殺死的S型細菌注入小鼠體內，小鼠不死亡 將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注入小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡,根據(jù)上述實驗，下列說法正確的是( ) A.整個實驗證明了DNA是轉化因子 B.實驗、實驗可作為實驗的對照實驗 C.實驗中的死亡小鼠體內S型活細菌毒性不能穩(wěn)定遺傳 D.重復做實驗與，得到同樣的結果，說明S型活細菌由R型活細菌突變而來,【解析】選B。格里菲思的肺炎雙球菌體內轉化實驗說明加熱殺死的S型細菌可以使R型細菌發(fā)生轉化，但不能證明DNA是轉化因子；在體內轉化實驗中，每一組既是實驗組，又是其他組別的對照組，實驗、實驗、實驗均可作為實驗的對照實驗；R型細菌轉化成S型細菌是因為其接受了S型細菌的DNA，屬于基因重組，該變異是可以遺傳的。,【延伸探究】如果將實驗中小鼠體內的細菌提取出來，用培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，培養(yǎng)基中菌落的生長將會出現(xiàn)哪些類型？ 提示：會出現(xiàn)光滑型(S型細菌)菌落和粗糙型(R型細菌)菌落。,2.(2015·邯鄲模擬)格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌的轉化實驗證實了( ) DNA是遺傳物質 RNA是遺傳物質 DNA是主要的遺傳物質 蛋白質和多糖不是遺傳物質 S型細菌的性狀是由DNA決定的 在轉化過程中，S型細菌的DNA可能進入了R型細菌的體內 A. B. C. D.,【解題指南】(1)關鍵信息：格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌的轉化實驗，證明了DNA是遺傳物質。 (2)隱含信息：轉化的實質是S型細菌的DNA進入了R型細菌的體內，實現(xiàn)了基因重組。 【解析】選A。肺炎雙球菌的轉化實驗證實了DNA是遺傳物質，蛋白質和多糖不是遺傳物質；R型細菌向S型細菌轉化的內因是S型細菌的DNA進入了R型細菌的體內，并成功表達了某些性狀。,3.(2015·濟寧模擬)利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法不正確的是( ),A.F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌 B.通過E、F對照的結果，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質 C.F組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌能將此性狀傳遞給后代 D.S型和R型兩種肺炎雙球菌的產(chǎn)生是細胞分化的結果 【解題指南】(1)題干關鍵信息：利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。 (2)圖中信息：離體細菌的轉化實驗、DNA與蛋白質分開。,【解析】選D。分析題圖可知：A中是加熱殺死的S型細菌，失去感染 能力，不能使小鼠死亡；B中是S型細菌，能使小鼠死亡；C中是S型 細菌+R型細菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型細菌，不能使小鼠死 亡；E中是R型細菌+S型細菌的蛋白質，不能將R型細菌轉化成S型細 菌，不能使小鼠死亡；F中是R型細菌+S型細菌的DNA，能將部分R型 細菌轉化成S型細菌，能使小鼠死亡。E組沒有出現(xiàn)S型細菌，F(xiàn)組出現(xiàn) S型細菌，所以通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質；,將S型細菌的DNA與R型細菌混合，S型細菌的DNA能將部分R型細菌轉化成S型細菌，所以F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌，對分離出的菌體進行培養(yǎng)后S型細菌的后代仍然是S型細菌，說明性狀是可遺傳的；S型和R型兩種肺炎雙球菌的產(chǎn)生是S型細菌的DNA與R型細菌混合，進而將部分R型細菌轉化成S型細菌的結果。,【知識總結】R型細菌轉化原理 S型細菌與R型細菌混合培養(yǎng)時，S型細菌的DNA進入R型細菌體內。結果在S型細菌DNA的控制下，R型細菌體內的化學成分合成了S型細菌的DNA和蛋白質，從而組裝成了具有毒性的S型細菌。,【加固訓練】 1.注射后能使小白鼠患敗血癥而死亡的是( ) A.R型肺炎雙球菌 B.加熱后殺死的R型肺炎雙球菌 C.加熱后殺死的S型肺炎雙球菌 D.加熱后殺死的S型肺炎雙球菌與R型肺炎雙球菌混合 【解析】選D。S型肺炎雙球菌可使小白鼠患敗血癥死亡。R型肺炎雙球菌與加熱后殺死的S型肺炎雙球菌混合后，可在小白鼠體內轉化為S型肺炎雙球菌。,2.S型肺炎雙球菌的莢膜表面具有多種抗原類型(如、型等)，不同的抗原類型之間不能通過突變而發(fā)生轉換；在特殊條件下離體培養(yǎng)S-型肺炎雙球菌可從中分離R-型菌。Griffith將加熱殺死的S-型菌與R-型菌混合后同時注入小鼠體內，小鼠患敗血癥大量死亡，并從患病死亡小鼠體內獲得了具有活性的S-型菌；而單獨注射加熱殺死的S-型菌小鼠未死亡。此實驗結果能支持的假設是 ( ),A.S-型菌經(jīng)突變形成了耐高溫型菌 B.S-型菌是由R-型菌突變形成的 C.R-型菌經(jīng)過轉化形成了S-型菌 D.加熱后S-型菌可能未被完全殺死,【解題指南】(1)題干信息：不同的抗原類型之間不能通過突變而發(fā)生轉換。 (2)關鍵思路：,【解析】選C。由題干信息“不同的抗原類型之間不能通過突變而發(fā)生轉換”判斷選項A、B錯誤；加熱殺死的S-型菌與R-型菌混合后同時注入小鼠體內，小鼠患敗血癥大量死亡，并從患病死亡小鼠體內獲得了具有活性的S-型菌；而單獨注射加熱殺死的S-型菌小鼠未死亡，說明R-型菌經(jīng)過轉化形成了S-型菌。,考點二 噬菌體侵染細菌的實驗 1.噬菌體增殖的條件： (1)蛋白質合成 (2)DNA合成,原料：大腸桿菌的氨基酸 場所：大腸桿菌的核糖體,模板：噬菌體的DNA 原料：大腸桿菌中的四種脫氧核苷酸,2.實驗結果分析： (1)用35S標記噬菌體侵染細菌的分析。 放射性存在于上清液的原因：蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，離心后存在于上清液中。 沉淀物中有放射性物質的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。,(2)用32P標記噬菌體侵染細菌的分析。 放射性存在于沉淀物的原因：DNA進入大腸桿菌，離心后存在于沉淀物中。 上清液中有放射性物質的原因。 a.保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經(jīng)離心后分布于上清液中。 b.保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液。,3.噬菌體侵染細菌實驗和肺炎雙球菌體外轉化實驗的比較：,【高考警示】標記噬菌體的三大誤區(qū) 正確標記法：應該用35S和32P分別標記細菌，再分別用含35S和32P的細菌培養(yǎng)噬菌體。 錯誤標記法1：用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 分析：沒有明確噬菌體的生活方式。噬菌體是病毒，只能寄生在活細胞內，不能利用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)。,錯誤標記法2：用3H、14C標記細菌，再用被標記的細菌來培養(yǎng)噬菌體。 分析：沒有明確DNA和蛋白質的組成元素。DNA和蛋白質都含有H和C，用這兩種元素標記，結果是噬菌體的蛋白質外殼和DNA都被標記，導致進行噬菌體侵染細菌實驗時，不能確定哪一種物質進入細菌，從而不能確定哪一種物質是遺傳物質。 錯誤標記法3：用35S和32P標記同一噬菌體。 分析：35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，因為放射性檢測時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性。,【考題回訪】 1.(2013·海南高考)關于T2噬菌體的敘述，正確的是( ) A.T2噬菌體的核酸和蛋白質中含硫元素 B.T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質 D.T2噬菌體可利用寄主體內的物質大量增殖,【解題指南】解答本題時需關注以下兩點： (1)病毒只有一種核酸，DNA或RNA。 (2)T2噬菌體是寄生在細菌中的DNA病毒。 【解析】選D。本題考查T2噬菌體的結構、病毒的增殖特點。A項，核酸中的元素只有C、H、O、N、P，不含硫元素，故錯誤。B項，T2噬菌體寄生在細菌中，不能寄生在酵母菌中，故錯誤。C項，任何生物的遺傳物質只能是DNA或RNA中的一種，T2噬菌體的遺傳物質是DNA，故錯誤。D項，T2噬菌體作為病毒，只能在寄主細胞中增殖，故正確。,2.(2015·聊城模擬)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測后，測得上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液帶有放射性的原因可能是( ) A.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌 B.攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離 C.噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體 D.32P標記了噬菌體蛋白質外殼，離心后存在于上清液中,【解析】選C。32P標記的是噬菌體的核酸，核酸在侵染過程中進入大腸桿菌，所以理論上放射性應該全部在沉淀物中。但由于噬菌體的侵染過程并非都是同步的，有的噬菌體在大腸桿菌中增殖后使得細菌裂解，從而將其中帶有放射性的噬菌體釋放出來，經(jīng)過攪拌和離心之后出現(xiàn)在上清液中。,【知識總結】分析放射性元素存在部位的三個關鍵點 (1)明確上清液中和沉淀物中的成分。上清液中的主要成分是噬菌體和噬菌體外殼，沉淀物的主要成分是大腸桿菌。 (2)標記蛋白質外殼和核酸的元素種類。由于僅蛋白質分子中含有S，所以用35S標記蛋白質；P幾乎都存在于DNA分子中，所以用32P標記DNA。 (3)攪拌、離心的目的及保溫時間長短對該實驗的影響。攪拌、離心的目的是使噬菌體與大腸桿菌分離。,【加固訓練】 1.下列有關肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的異同點的敘述，正確的是( ) A.兩者都設法把蛋白質和DNA分開，單獨地、直接地觀察蛋白質或DNA的作用 B.兩者的實驗對象都是原核生物 C.兩者都利用放射性同位素標記法 D.兩者都能證明DNA是主要的遺傳物質,【解析】選A。兩個實驗的材料和處理方法雖然不同，但是實驗思路都是一樣的，即設法將蛋白質和DNA分開，單獨地、直接地觀察它們的作用，故選A。,2.(2015·南寧模擬)某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，進行了如下實驗：用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌；用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌；用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌。一段時間后進行離心，檢測到放射性存在的主要部位依次是( ) A.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C.沉淀物、上清液、沉淀物 D.上清液、上清液、沉淀物和上清液,【解題指南】解答本題的關鍵是明確下列兩個方面： (1)放射性同位素的具體標記對象。 (2)在對噬菌體侵染細菌后的混合物進行離心時，DNA和蛋白質的存在位置。 【解析】選B。中32P標記了噬菌體的DNA，放射性主要集中在部分子代噬菌體的核酸中；35S用于蛋白質的合成，放射性主要集中在子代噬菌體蛋白質外殼中；15N標記了噬菌體的DNA和蛋白質，放射性主要集中在部分子代噬菌體的核酸和留在細菌外的蛋白質外殼中。,【延伸探究】本題實驗中，子代噬菌體的DNA和蛋白質中是否含有15N，為什么？ 提示：子代噬菌體的DNA中含有15N，而蛋白質中不含15N。因為合成DNA的模板來自親代DNA，親代DNA中含有15N，而合成蛋白質的原料來自細菌，細菌內不含15N。,