高三生物一轮复习课件第27讲DNA是主要的遗传物质

第17讲DNA是主要的遗传物质

肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验考点一考点二DNA是主要的遗传物质考点三2.格里菲思的体内转化实验 (1)过程与结果死亡不死亡死亡1.肺炎链球菌的类型光滑有致病性粗糙(2)实验分析：实验①②对比说明____________________________________；实验②③对比说明______________________________；实验②③④对比说明__________________________。(3)实验结论：加热致死的S型细菌中含有某种__________使R型活细菌转化为S型活细菌。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型细菌转化因子(2)实验分析实验①是对照组，②③④⑤是实验组；实验②③④分别说明__________________________________；实验①⑤说明________有转化作用。(3)实验结论________是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。蛋白质、RNA、脂质没有转化作用DNADNAP42问题探讨：对遗传物质的早期推测提出“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DNA?蛋白质20世纪中叶作为遗传物质应该具备怎样的特点？①能够准确地复制自己，传递给下一代；②能贮存大量的遗传信息；③结构比较稳定；④能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和代谢。格里菲思体内转化实验艾弗里的体外转化实验肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）

证明DNA是遗传物质的实验肺炎链球菌的转化实验

R型、S型肺炎链球菌和小鼠项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无毒性表面光滑

表面粗糙

有无多糖荚膜S型肺炎链球菌：能使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。R型菌，无荚膜，进入机体后，会被免疫系统识别而杀死。S型菌，有荚膜，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。1.实验材料：一

体内转化实验——格里菲思的实验S型(光滑)R型(粗糙)3.实验过程：不死亡死亡不死亡死亡注射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型细菌混合后注射必备知识二、格里菲思的体内转化实验考点一

肺炎链球菌的转化实验3.实验过程：死亡不死亡死亡4.现象分析：(1)实验1、2对比，说明：R型细菌无致病性，S型细菌有致病性(2)实验2、3对比，说明：加热杀死的S型细菌无致病性(3)实验2、3、4对比，说明：R型细菌能转化成S型细菌5.结论：

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。必备知识二、格里菲思的体内转化实验考点一

肺炎链球菌的转化实验单一变量原则蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80～100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开;当温度降至55℃以下时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质不能恢复活性。加热致死的作用原理：

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①仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。②发生转化的只是少部分R型细菌。注意③后人对转化现象的解释是：S型细菌的DNA片段（荚膜基因）整合到了R型细菌的DNA中，即实现了“基因重组”。3.实验结论：肺炎链球菌的转化实验

一

体内转化实验——格里菲思的实验【情境推理】1.在格里菲思第④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型细菌繁殖关键能力考点一

肺炎链球菌的转化实验为了弄清楚转化因子到底是什么物质,美国科学家艾弗里在格里菲斯的实验基础上继续进行实验。二

肺炎链球菌的体外转化实验

多糖脂质蛋白质RNADNA……多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？肺炎链球菌的转化实验

S型和R型细菌、培养基。探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。1.实验材料：2.实验目的：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3.实验思路：酶解法S型细菌的细胞提取物用蛋白酶、酯酶或RNA酶处理后仍然具有转化活性2、实验过程及结果：a.第①组实验表明：b.第②③④组实验表明：S型细菌的细胞提取物可以促进R型细菌转化为S型细菌减法原理酶解法3.结果分析必备知识三、艾弗里的体外转化实验考点一

肺炎链球菌的转化实验S型细菌的细胞提取物经DNA酶处理后失去转化活性c.第⑤组实验表明2、实验过程及结果：减法原理细胞提取物中含有转化因子，其很可能是DNA4.实验结论：必备知识三、艾弗里的体外转化实验考点一

肺炎链球菌的转化实验5.后续研究：艾弗里等人分析了

，发现这些特性都与

极为相似，于是艾弗里提出：_________________________________________________。细胞提取物的理化性质DNADNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质注意：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；【特别提醒】1.转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎链球菌转化实验是指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(属于广义上的)。S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌必备知识考点一

肺炎链球菌的转化实验2.加热并没有使DNA完全失去活性。

加热致死的S型细菌的蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。3.并非所有的R型细菌都能转化为S型细菌。

事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。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FeCl3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必备知识考点一

肺炎链球菌的转化实验关键能力2.【情境推理】请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料，设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期实验结果及结论。 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________实验思路：①将加热致死的S型细菌体内的物质分离，分别得到蛋白质和DNA。②将分离得到的S型细菌的蛋白质和DNA分别与R型细菌混合一段时间后，再分别注射入甲、乙两组小鼠体内，观察两组小鼠的生存情况。实验结果与结论：甲组小鼠不死亡，乙组小鼠死亡，并在乙组小鼠体内发现活的S型细菌，则证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。考点一

肺炎链球菌的转化实验考点速览(1)将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌。(2021·全国乙卷，5D)(

)(2)新冠病毒与肺炎链球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。(2020·全国卷Ⅱ，1C)(

)(3)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。(2018·江苏卷，3C)(

)×××(4)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(2017·江苏卷，2A)(

)(5)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。(2017·江苏卷，2B)(

)××考点一

肺炎链球菌的转化实验A考向

结合肺炎链球菌转化实验，考查科学探究能力1.(2024·山东名校联盟质量检测)艾弗里等科学家进行了体外转化实验，他们将S型细菌的细胞提取物分别用不同的酶进行处理后，再与活的R型细菌混合培养进行转化，具体分组及对应处理方式如表所示。下列相关分析正确的是(

)A.上述实验中的丙组不会发生转化B.本实验与噬菌体侵染细菌实验都利用了同位素标记技术C.上述实验中的甲组、乙组、丁组为空白对照组，且都不能发生转化D.丁组中转化出的S型细菌因具有荚膜而受到机体吞噬细胞的破坏，从而导致生物患病实验分组对细胞提取物的处理方式甲蛋白酶处理乙RNA酶处理丙DNA酶处理丁酯酶(脂肪酶)处理BD2.(不定项)(2024·江苏百校联考)1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下表所示实验。下列关于此实验的分析正确的是(

)A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并只分离到S型活细菌B.对第4组实验的分析必须是以1～3组的实验为参照C.本实验的结果表明R型肺炎链球菌发生了基因重组D.本实验结论为加热杀死的S型细菌中含有转化因子项目第1组第2组第3组第4组实验处理注射活的R型细菌注射活的S型细菌注射加热杀死的S型细菌注射活的R型细菌与加热杀死的S型细菌实验现象小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌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噬菌体的结构及生活方式DNA蛋白质寄生②T2噬菌体的增殖(2)实验方法：__________________技术，用35S、32P分别标记噬菌体的________和________。放射性同位素标记蛋白质DNA②已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌对比实验35S32P提醒

搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。(4)实验结果分析①噬菌体侵染细菌时，________进入细菌细胞中，而____________留在细胞外。②子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的________遗传的。(5)结论________是噬菌体的遗传物质。DNA蛋白质外壳DNADNA2.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 (1)实验过程及现象出现病斑不出现病斑(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3.生物体内的核酸种类及遗传物质DNA噬菌体侵染细菌的实验

T2噬菌体和大肠杆菌。(1)T2噬菌体的模式图DNAC、H、O、N、P蛋白质C、H、O、N、S等(2)T2噬菌体的生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内实验材料：(3)噬菌体的增殖吸附注入合成组装释放1.实验者：赫尔希和蔡斯2.设计思路：

设法将DNA、蛋白质等物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能。（与艾弗里实验思路相同）增殖需要的条件内容合成T2噬菌体DNA模板

的DNA原料

提供的4种脱氧核苷酸原料_________________场所_________________(3)噬菌体的增殖噬菌体大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体噬菌体侵染细菌的实验

合成T2噬菌体蛋白质2.实验方法:

技术，用35S、32P分别标记

。再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。放射性同位素标记噬菌体的蛋白质和DNA

不能用14C、3H、18O、15N△注意：噬菌体增殖过程中：噬菌体只提供自身的DNA为模板，合成新DNA和蛋白质所需的原料、能量、场所、酶均来自大肠杆菌3.实验过程：35S

32P

蛋白质外壳含35S

DNA含32P高低没有35S

低高存在32PT2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。4．实验结果及结论亲代噬菌体32P标记DNA35S标记蛋白质寄主细胞内________子代噬菌体________实验结论

是遗传物质有有无无DNA搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心的目的：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。噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性位置的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验DNA是主要的遗传物质

实验材料烟草花叶病毒(只由__________和_______组成)实验过程实验结论烟草花叶病毒的遗传物质是_______，不是__________蛋白质RNA出现病斑不出现病斑RNA蛋白质1.RNA是遗传物质的实验证据烟草花叶病毒(TMV)的增殖方式与噬菌体增殖方式类似，TMV裸露的RNA可以通过植物叶片摩擦形成的微伤口进入植物细胞。没有蛋白质衣壳的保护，感染的频率比较低。一旦TMV的RNA能顺利进入烟草的细胞内，就能像噬菌体一样繁殖，产生新的TMV，从而让烟草植株感染。2．DNA是主要的遗传物质真核生物与原核生物的遗传物质是

。病毒的遗传物质是

或

。生物界绝大多数生物的遗传物质是

，只有极少数生物的遗传物质是

，因此，DNA是主要的遗传物质。DNARNADNARNA是对整个生物界而言；就生物个体而言，其遗传物质是唯一的DNA3.不同生物的遗传物质：生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝细菌玉米、小麦、人2.生物体内的核酸种类及遗传物质DNADNA是主要的遗传物质(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。(2022·广东卷，5C)(

)(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。(2022·浙江6月选考，22A)(

)(3)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。(2022·湖南卷，2C)(

)(4)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(2019·江苏卷，3A)(

)√×××(5)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(2018·全国卷Ⅱ，5B)(

)(6)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(2017·江苏卷，2D)(

)××1.在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，据图分析标记元素所在部位并说出理由： __________________________________________________________________ ________________________________。

该实验不能标记C、H、O、N这些元素的原因是_________________________ _________________________________________________________________。标记元素所在部位分别是①④。标记DNA用的是P，①是磷酸；标记蛋白质用的是S，只有R基(④)中可能含有S C、H、O、N是DNA和蛋白质共有的元素，若选择共有元素做标记，则无法将DNA和蛋白质区分开2.[2016·全国卷Ⅰ，T29(3)]将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_________________________________________________ ___________________________________________________________________ _______________________________。

一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个含有32PC考向1

结合噬菌体侵染细菌实验，考查实验探究1.(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③C.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②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A2.(2024·山西怀仁中学质检)如图A～E表示用35S标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，下列有关叙述正确的是(

)A.A～E依次为吸附、注入、复制、组装和释放B.C时细菌内部分DNA分子具有放射性C.D、E时分别搅拌、离心，后者上清液中放射性较强D.该实验证明DNA是T2噬菌体的主要遗传物质D3.(2024·江西临川一中质检)下列有关赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，说法错误的是(

) A.子代噬菌体DNA中的部分元素来自亲代噬菌体 B.35S标记的T2噬菌体的获得需用35S标记的大肠杆菌培养 C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中检测到较高的放射性，可能是因为培养时间过长 D.侵染过程中所需的ATP可由大肠杆菌的线粒体所提供C考向2结合探索遗传物质的实验思路和方法，考查科学思维能力4.(2024·武汉联考)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，具有S和HR等多种株系。科学家分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质，进行了以下重组实验：下列相关叙述中，合理的是(

)A.可以通过培养基上菌落特征的不同鉴别TMV的不同株系B.将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热，溶液会变成蓝色C.根据实验结果可推测，TMV的RNA控制其蛋白质的合成D.在该实验中，第一组实验是对照组，第二组实验是实验组重组实验过程子代病毒的类型第一组：S－RNA＋HR－蛋白质→感染烟草S株系第二组：HR－RNA＋S－蛋白质→感染烟草HR株系5.(2024·南阳一中质检)研究表明，金柑花斑病是由一种新型病毒感染金柑叶片引起的，为探究金柑花斑病的病毒类型是DNA病毒还是RNA病毒，某研究小组采用的实验材料如下：长势相近的1年生金柑、TRIzol试剂(用于DNA、RNA和蛋白质的分离)、DNA酶、RNA酶及实验需要的用具。请回答下列问题： (1)核酸作为遗传物质具备的条件有____________________________________ _______________________________________________________________。

在细胞生长和繁殖过程中能够准确地复制，具有遗传的连续性；储存大量遗传信息；结构比较稳定(合理即可)(2)探究病毒的类型，方法步骤如下：①选择长势相近的1年生金柑，均分为A、B两组。②用____________________处理金柑花叶病毒，将该病毒的核酸和蛋白质分开，取等量的核酸平均分成甲、乙两组。③用DNA酶处理甲组，RNA酶处理乙组，培养一段时间后分别感染A、B组金柑。④一段时间后，观察_______________________