2023届高三生物一轮复习第17讲DNA是主要的遗传物质.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022-11-30,#,第,17,讲,DNA,是主要的遗传物质,【,知识框架,】,1,2,3,4,6,提出,“,遗传因子,”,并总结,遗传规律,孟德尔,把,“,遗传因子,”,命名为,基因,约翰逊,提出,基因在染色体上的假说,萨 顿,实验证明,基因位于染色体上,摩尔根,科学家发现：染色体的主要组成成分是,DNA,和蛋白质,5,DNA,?,蛋白质,20世纪中叶,对遗传物质的早期推测,讨论：,作为遗传物质应该具备怎样的特点？,能够准确地复制自己，传递给下一代；,能贮存大量的遗传信息；,结构比较稳定；,能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和代谢。,R,型,、,S,型,肺炎双球,菌和小白鼠,荚膜的化学本质是多糖,1,实验材料：,类型,图示,菌落表面形态,有无荚膜,有无致病性,S,型细菌,光滑,Smooth,有,有,R,型细菌,粗糙,Rough,无,无,2,格里菲斯肺炎链球菌,体内,转化实验,R,型菌,对照原则、单一变量原则,将,R,型活细菌与加热致死的,S,型细菌混合后注射,说明,R,型菌无毒性,说明,S,型菌有毒性,说明,加热杀死的,S,型菌失去毒性,说明,什么呢？,第一组,第二组,第三组,第四组,加热杀死的,S,型细菌中，含有某种促,R,型活细菌转化为,S,型细菌的活性物质,“,转化因子”,这种转化因子究竟是什么物质呢？,对比第一、二组的实验现象，这说明了什么？,什么使活,R,型细菌转变成活的,S,型细菌？,由于体内有活的,S,型细菌的作用。,活的,R,型细菌转变成了活的,S,型细菌。,加热杀死的,S,型细菌使活的,R,型细菌发生了转化。,第,四组小鼠为什么会死亡呢？,第四,组活的,S,型细菌如何出现？,S,型活细菌会使小鼠死亡。,结论,格里菲思,-,肺炎链球菌的,体内,转化实验分析：,多糖,脂质 蛋白质,RNA DNA,多糖,蛋白质,RNA,DNA,脂质,S,型细菌,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。,要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？,有,R,型细菌的培养基,S,型细菌的细胞提取物,第一组,+,S,型细菌,R,型细菌,有,R,型细菌的培养液,S,型细菌的细胞提取液,第二,四组,+,S,型细菌,R,型细菌,混合,混合,有,R,型细菌的培养液,S,型细菌的细胞提取液,+,混合,只长,R,型细菌,第五组,D,NA,酶,蛋白酶（或,RNA,酶、酯酶,）,艾弗里,3,艾弗里肺炎链球菌,体外,转化实验,3,艾弗里肺炎链球菌,体外,转化实验,基因重组,R,型细菌转化为,S,型细菌的本质：,该实验的设计遵循哪些原则：,单一变量原则和对照原则,“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,结论,:,3,艾弗里肺炎链球菌,体外,转化实验,注意：,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,；,基因重组,R,型细菌转化为,S,型细菌的本质：,S,型细菌,荚膜,控制荚膜形成的,X,基因,加热,杀死,被破坏的,S,型细菌,X,基因吸附在,R,型,细,菌表面,X,基因进入,R,型细菌,重组,R,型,细,菌转化成,S,型,细,菌,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,.,该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？,“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,遵循,单一变量原则和对照原则,。,其巧妙之处在于：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。（,P46),最大的困难：,如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）,结论,艾弗里,-,肺炎链球菌的,体外,转化实验分析：,在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。,与常态比较，人为,去除,某种影响因素的称为,“,减法原理,”,。,例如，艾弗里的肺炎链球菌转化实验。,与常态比较，人为,增加,某种影响因素的称为,“,加法原理,”,。,(,必修,2 P46),例如，“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验。,自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”,归纳拓展,肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较,项目,体内转化实验,体外转化实验,科学家,格里菲思,艾弗里及其同事,培养场所,小鼠体内,培养基,(,体外,),实验构思,用加热致死的,S,型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化,利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响,结果观察,小鼠是否死亡,培养基中菌落类型,实验结论,S,型细菌体内有转化因子,S,型细菌的,DNA,是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质,联系：,所用的材料相同：都巧妙选用,R,型和,S,型两种肺炎链球菌；,体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明,S,型细菌体内有,“,转化因子,”,；,体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了,“,转化因子,”,是,DNA,；,实验设计都遵循对照原则和单一变量原则,延伸思考,(,源于必修,2 P,43,图,3,2),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：,ab,段,R,型细菌数量减少的原因是,_,_,。,bc,段,R,型细菌数量增多的原因是,_,_,。,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,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,延伸思考,(4),上述实验中格里菲思是通过观察小鼠的生活情况来判断,R,型和,S,型细菌，除此之外，你还可以通过怎样的方法区别,R,型和,S,型细菌？,提示,菌落形态。,延伸思考,链教材资料,发展科学思维,1,(,必修,2 P43,“,图,3-2,”,延伸思考,),体内转化实验中,“,加热,”,是否已导致,DNA,和蛋白质变性？请说明理由。,提示：,加热杀死,S,型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的,DNA,在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。,2,(,必修,2 P44,“,图,3-3,”,延伸思考,),体外转化实验中导致,R,型细菌转化为,S,型细菌时的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？,提示：,实现转化时遗传物质来自,S,型细菌，原料和能量均来自,R,型细菌。,主要组成元素,C、H、O、N、,P,主要组成元素,C、H、O、N、,S,1,噬菌体的结构,T,2,噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由,蛋白质,构成的，头部含有,DNA,。,放射性,同位素标记法,32,P,标记的噬菌体,35,S,标记的噬菌体,吸附,注入,合成,组装,释放,T2,噬菌体,只提供遗传物质,(DNA),作为模板，,脱氧核苷酸、氨基酸、,ATP,、酶等,均,由,大肠杆菌,提供。,思考：细菌为噬菌体繁殖提供了什么呢？,2,噬菌体侵染细菌的过程,3,赫尔希和蔡斯的实验过程,（,1,）,标记,大肠杆菌,阅读,P44-45,，思考：,如何标记噬菌体？能否用含,35,S的培养基,直接标记噬菌体的,蛋白质,，用,32,P,标记噬菌体的,DNA,？,+,培养,含,32,P,的,_,大肠杆菌,含,32,P,的细菌培养基,大肠杆菌,含,35,S,的,_,大肠杆菌,含,35,S,的细菌培养基,+,培养,大肠杆菌,（,2,）,标记,T2,噬菌体,含,35,S,的,_,T2,噬菌体,含,35,S,的大肠杆菌,+,培养,T2,噬菌体,含,32,P,的,_,T2,噬菌体,含,3,2,P,的大肠杆菌,+,培养,T2,噬菌体,甲组,乙组,标记的噬菌体,侵染未标记的大肠杆菌,短时间,保温后,搅拌,离心,搅拌目的：,保温时间过短,，,部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；,保温时间过长,，,部分子代噬菌体已经释放。,离心的目的：,3,赫尔希和蔡斯的实验过程,使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,让上清液中,析出,重量较轻的,T2,噬菌体颗粒,，,而离心管的沉淀物中,留下,被感染的,大肠杆菌,。,（,3,）,已,标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,35,S,标记的噬菌体,用,35,S,标记的噬菌体与大肠杆菌,混合,搅拌后离心,细菌裂解后检测,子代,噬菌体,的放射性,上清液放射性,_,沉淀物放射性,_,很低,子代噬菌体中,无,35,S,不能证明蛋白质不是遗传物质。,上清液放射性,很高，,说明,_,T2,噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。,沉淀物放射性,很低,，原因是,_,搅拌不充分，有少量含,35,S,的噬菌体蛋白质外壳吸附在,细菌上,，随细菌离心到沉淀物中。,（,3,）,已,标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,甲组,很高,32,P,标记的噬菌体,T2,噬菌体中的,DNA,进入了大肠杆菌。,说明,DNA,是真正的遗传物质,。,子代噬菌体中,含,32,P,用,32,P,标记的噬菌体与大肠杆菌,混合,细菌裂解后检测,子代噬菌体,的放射性,上清液放射性,_,沉淀物放射性,_,很高,沉淀物放射性,很高，,说明,_,上清液放射性,很低，,原因是,_,保温时间过短，,部分噬菌体还未侵染细菌；,保温时间过长，,部分子代噬菌体已经释放。,（,3,）,已,标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,搅拌后离心,乙组,很低,35,S,标记的实验,32,P,标记的实验,标记部位,放射性情况,上清液,沉淀物,有无放射性原因,子代噬菌体,蛋白质,很高,DNA,很低,蛋白质未进入细菌中,DNA进入细菌中,很高,很低,想一想：这一结果说明了什么？,有,32P,标记的,DNA,无,35,S,标记的,蛋白质,子代噬菌体体内有,亲代,噬菌体的,DNA,，但没有,其,蛋白质。,DNA,才是真正的遗传物质。,补充：,同时还能,证明,DNA,能够指导蛋白质的合成。,4,实验结果,5,实验结论,思考,(1),本实验采用的对照方法是什么？,提示,对比实验,(,相互对照,),。,(2),实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌有,何,区别？,提示,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。,(3),能否用,3,H,、,14,C,标记噬菌体？,提示,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。,(4),尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出关键之处？,提示,设法把,DNA,与蛋白质分开，单独地、直接地去观察,DNA,和蛋白质的作用。,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,烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验,(1),实验过程及现象,1,烟草花叶病毒感染烟草的实验,RNA,蛋白质,(2),实验,结论：,是烟草花叶病毒的遗传物质，,不是烟草花叶,病毒的遗传物质。,RNA,蛋白质,TMV 2,RNA 2,蛋白质,2,蛋白质,1+RNA 2,TMV 2,TMV 1,RNA 1,蛋白质,1,蛋白质,2+RNA 1,TMV 1,烟草花叶病毒,重建,实验示意图,烟草花叶病毒的遗传物质是,RNA,：,拓 展,DNA,DNA,是主要的遗传物质,2,生物体内的核酸种类及遗传物质,提醒：,具体某种生物的遗传物质是,DNA,或,RNA,，,不能加,“,主要,”,二字。,是主要的遗传物质，因为实验证明,生物的遗传物质是,DNA,，只有少部分生物的遗传物质是,RNA,。,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,T2,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,DNA,绝大多数,总结归纳：,不同生物的遗传物质,肺炎双球菌,体内转化实验,肺炎双球菌,体外转化实验,噬菌体侵,染细菌实验,实验者,思 路,分离方式,结 论,设法将,DNA,与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。,证明,DNA,是遗传物质，蛋白质不是。,酶解法:,分别加入到R型菌中,放射性同位素标记法：,标记,DNA,和蛋白质,DNA,是遗传物质,但,不能证明蛋白质不是遗传物质,格里菲思,艾弗里,赫尔希和蔡斯,加热杀死的,S,型菌体内有,“,转化因子,”,三个经典实验对比,自主检测,1,DNA,是由许多核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，核糖核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和核糖。,(),2,S,型细菌有多糖类的荚膜，菌落表面粗糙，有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。,(),3,艾弗里提出,DNA,才是使,R,型细菌产生稳定遗传变化的物质。,(),4,T2,噬菌体的化学组成中，,60%,是蛋白质，,40%,是,DNA,，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于,DNA,分子中。,(,),5,赫尔希和蔡斯分别用含有放射性同位素,35,S,和放射性同位素,32,P,的培养基培养,T2,噬菌体。,(,),6,赫尔希和蔡斯实验表明,DNA,是主要的遗传物质。,(),7,遗传物质除,DNA,外，还有,RNA,，如烟草花叶病毒的遗传物质为,RNA,。,(),8,在对照实验中，控制自变量可以采用,“,加法原理,”,或,“,减法原理,”,。,(,),1.(2021,浙江,1,月选考，,15),下列关于遗传学发展史上,4,个经典实验的叙述，正确的是,A.,孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上,B.,摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律,C.T2,噬菌体侵染细菌实验证明了,DNA,是大肠杆菌的遗传物质,D.,肺炎链球菌离体转化实验证明了,DNA,是肺炎链球菌的遗传物质,D,2,（,2022,湖南,高考）,T,2,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,C,3,（2022年6月浙江高考）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是,A需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌,B搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来,C,离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,D该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA,D,4,（,2022,年,1,月,浙江,高考）,S,型肺炎双球菌的某种,“,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步骤中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解,B步骤中，甲或乙的加入量不影响实验结果,C步骤中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化,D步骤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果,5,（,2022,山东,高考）液泡膜蛋白,TOM2A,的合成过程与分泌蛋白相同，该蛋白影响烟草花叶病毒（,TMV,）核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比，烟草品种,TI203,中,TOM2A,的编码序列缺失,2,个碱基对，被,TMV,侵染后，易感病烟草品种有感病症状，,TI203,无感病症状。下列说法错误的是,A,TOM2A,的合成需要游离核糖体,B,TI203,中,TOM2A,基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同,C,TMV,核酸复制酶可催化,TMV,核糖核酸的合成,D,TMV,侵染后，,TI203,中的,TMV,数量比易感病烟草品种中的多,D,“,遗传物质,”,探索的,3,种方法,方法规律,热图分析,某科研小组搅拌、离心后的实验,数据如图所示，则：,图中被侵染的细菌的存活率基,本保持在,100%,，本组数据的意义是,_,。,细胞外的,32,P,含量有,30%,，原因是,_,_,。,上清液中的,35,S,先增大后保持在,80%,左右，原因是,_,_,。,作为对照组，以证明细菌未裂解,有部分标记的噬菌体还没有侵染,细菌,大约有,20%,的噬菌体没有与细菌分离,1,某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验小鼠进行了,4,次注射实验，如图所示。,下列相关叙述正确的是,A,活菌甲是有荚膜的,R,型细菌，而活菌乙是无荚膜的,S,型细菌,B,由注射,和,的结果可知，活的或死的,S,型细菌都能使小鼠死亡,C,在死亡的小鼠,2,的体内应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来,D,死菌乙未导致小鼠,3,死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫,C,2,科学家利用,R,型和,S,型肺炎链球菌,进行了下图所示的实验，试管中添加,R,型菌、,S,型菌提取物及细菌培养液。,下列叙述正确的是,A,E,组试管中可观察到光滑型菌落，其余各组试管中只能观察到粗糙型菌落,B,应该用研磨方法杀死,S,型菌，不能用加热方法，否则实验结果将发生改变,C,实验结果证明,DNA,能进入,R,型菌体内，而蛋白质等无法进入,R,型菌体内,D,若要使实验结果更加有效、可靠，可以采取提高各物质的分离纯度等措施,D,3.,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,4.,噬菌体侵染细菌是研究,DNA,是遗传物质的经典实验，其中的部分实验如图所示,(,为离心机,),。下列叙述正确的是,A,中噬菌体,DNA,复制的模板、原料、能量、酶均由细菌提供,B,适当时间保温后进行,操作，使细菌外的噬菌体与细菌分离,C,后进行放射性检测，悬浮液中有少量放射性是由于搅拌不充分,D,细菌最终裂解后释放的子代噬菌体中，大多数含有放射性,32,P,B,C,5.,用,DNA,双链均被,32,P,标记的一个,T2,噬菌体侵染被,35,S,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,32,P,标记,T2,噬菌体的方法与用,35,S,标记大肠杆菌的方法相同,B.,这,M,个子代,T2,噬菌体中，含,32,P,的,T2,噬菌体所占的比例为,C.,若子代,T2,噬菌体均同时含,32,P,和,35,S,，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,噬菌体中有,含有,35,S,T2,噬菌体为病毒，没有细胞结构，不能用培养基直接培养，而大肠杆菌属于原核生物，能用培养基直接培养，,A,错误；由于,DNA,的复制为半保留复制，若子代,T2,噬菌体均同时含,32,P,和,35,S,，则该,T2,噬菌体只繁殖了一代，,C,正确；,培养过程中原料都来自大肠杆菌，所以得到的,M,个子代,T2,噬菌体中都有,35S,，,D,错误。,6,图甲是将加热杀死的,S,型细菌与,R,型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。,下列有关叙述,错误,的是,A,图甲中，,AB,对应时间段内，小鼠体内还没有形成大量抗,R,型细菌的抗体,B,图甲中，后期出现的大量,S,型细菌是由,R,型细菌转化并增殖而来的,C,图乙中，沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性,D,图乙中，若用,32,P,标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性,D,7,如图为烟草花叶病毒的感染和病毒重建实验部分示意图，下列相关叙述正确的是,A,图中的两种烟草花叶病毒具有相同的,RNA,和蛋白质,B,图中重组病毒子代的感染实验，证明了该病毒的遗传物质是核糖核苷酸,C,单用病毒的,RNA,就能在烟草中产生多个遗传信息相同的子代病毒,D,图中,B,型烟草花叶病毒子代的组成是,RNA B,和蛋白质,A,C,8,(2022,蚌埠联考,),某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。请思考并回答下列相关问题：,(1),据研究人员介绍，该病毒的遗传物质比,HIV,的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是,_,，理由是,_,。,(2),通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可作出判断，如果,_,_,_,，则为,DNA,；,如果,_,，则为,RNA,。,(3),也可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞置于含有放射性标记核苷酸的培养基中培养，再用病毒感染该宿主细胞，一段时间后搜集病毒并检测其放射性。,培养基中的各种核苷酸是否都需要标记？,，,理由是,_,_ _,。,DNA,是双链而,RNA,是单链，,DNA,的结构相比,RNA,更稳定，不易发生变异,DNA,五碳糖是脱氧核糖或含碱基,T,五碳糖是核糖或含碱基,U,不需要,如果对各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是,DNA,还是,RNA,，,在病毒中均能检测到放射性,。,