高考生物大一輪復習 第六單元 遺傳的物質基礎17課件 新人教版 .ppt

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第六單元 遺傳的物質基礎 第17講 DNA是主要的遺傳物質,考綱要求 人類對遺傳物質的探索過程(Ⅱ),教材導學 一、肺炎雙球菌轉化實驗 1.體內(nèi)轉化實驗——格里菲思 (1)實驗過程及結果：,(2)結論：加熱殺死的S型細菌中含有________，將無毒的R型活菌轉化為有毒的S型細菌。,2.體外轉化實驗——艾弗里 (1)實驗過程及結果： (2)結論：S型細菌的________是使R型細菌發(fā)生轉化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質。,二、噬菌體侵染細菌實驗 1.噬菌體結構,2.實驗過程及結果 (1)標記噬菌體：,(2)侵染細菌：,三、證明RNA是遺傳物質的實驗 1.煙草花葉病毒組成 ________和蛋白質。 2.實驗過程 3.結論 ________是遺傳物質。,四、DNA是主要的遺傳物質 因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是________，所以說________是主要的遺傳物質。,自我校對 一、1.(1)死亡 不死亡 R型活細菌 (2)“轉化因子” 2.(1)S型活細菌 R型活細菌 R型活細菌 R型活細菌 (2)DNA 二、1.外殼 S DNA P 寄生 2.(1)大場桿菌 32P 35S 32P (2)含35S的噬菌體 普通大腸桿菌 存在32P 三、1.RNA 2.RNA 蛋白質 3.RNA 四、DNA DNA,基礎自測 判斷正誤 (1)肺炎雙球菌轉化實驗說明DNA是主要的遺傳物質。( ) (2)格里菲思的體內(nèi)轉化實驗證明了DNA是遺傳物質。( ) (3)艾弗里的體外轉化實驗采用了物質提純、鑒定與細菌體外培養(yǎng)等技術。 ( ) (4)艾弗里實驗和噬菌體侵染細菌的設計思路都是將DNA和蛋白質分開，分別觀察其遺傳作用。 ( ),(5)艾弗里所做的實驗既能證明DNA是遺傳物質，也能證明蛋白質不是遺傳物質。 ( ) (6)高溫處理過的S型菌蛋白質因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應。 ( ) (7)艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗中轉化的有效性與R型菌的DNA的純度有密切關系。 ( ) (8)T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質大量增殖。 ( ) (9)噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌轉化實驗更具說服力。 ( ),(10)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。 ( ) (11)32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質。 ( ) (12)噬菌體能利用宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸。 ( ) (13)用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。 ( ),(14)侵染過程的“合成”階段，模板、氨基酸、核苷酸、ATP、酶、場所等條件均由細菌細胞提供。 ( ) (15)S型細菌和T2噬菌體的DNA均主要分布在擬核。( ) (16)原核生物和真核生物的核酸包括DNA和RNA，遺傳物質均為DNA。 ( ),【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)× (12)× (13)√ (14)× (15)× (16)√,【注意】 (1)格里菲思的體內(nèi)轉化實驗只提出“S型細菌體內(nèi)有轉化因子”，并沒有具體證明哪種物質是遺傳物質。最終證明DNA是遺傳物質的是艾弗里。 (2)格里菲思實驗第4組小鼠體內(nèi)分離出的細菌和艾弗里S型菌的DNA+R型活菌培養(yǎng)基上生存的細菌都是R型和S型都有，但是R型多。,【例1】 如圖為肺炎雙球菌轉化實驗中的基本步驟，下列有關說法正確的是 ( ) A.①②都要加熱處理 B.③要將所有提取物與R菌共同培養(yǎng) C.④的結果是只有S或R一種菌落 D.①④的結果可能是有S、R兩種菌落,【解析】 ①過程是將加熱殺死的S菌和R菌混合培養(yǎng)，接種到固體培養(yǎng)基上，經(jīng)④過程后，可以培養(yǎng)出S、R兩種菌落，②過程是分離出S菌的DNA和蛋白質等大分子物質，經(jīng)③過程分別和R菌混合培養(yǎng)，接種到固體培養(yǎng)基，經(jīng)④過程后，可以培養(yǎng)出S、R兩種菌落或R一種菌落。 【答案】 D,【例2】 某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下4個實驗： ①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠 ③R型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ④S型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠,以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是 ( ) A.存活，存活，存活，死亡 B.存活，死亡，存活，死亡 C.死亡，死亡，存活，存活 D.存活，死亡，存活，存活,【解析】 對4個實驗的分析如下：①中DNA酶能將S型細菌的DNA水解為脫氧核苷酸，脫氧核苷酸不是遺傳物質，不能引起R型細菌的轉化，無S型細菌的形成，小鼠存活；②中DNA酶能水解R型細菌的DNA，但培養(yǎng)物中本來有具有毒性的S型細菌，小鼠會死亡；③中高溫處理之后，R型細菌已死亡，而且DNA酶已失活，注入小鼠體內(nèi)的只有S型細菌的DNA，沒有活的S型細菌，小鼠存活；④中最終注入小鼠體內(nèi)的只有R型細菌的DNA，小鼠存活。 【答案】 D,精要點撥 (1)肺炎雙球菌轉化實驗中小鼠的死亡與否取決于是否存在活S菌，而活S菌來自直接加入的活S菌或由活R菌的轉化。 (2)活R菌發(fā)生轉化的結果是有R菌和S菌。,考點二 噬菌體侵染細菌實驗 1.噬菌體侵染細菌的實驗分析 (1)實驗思路及方法： S是蛋白質特有的元素，P幾乎都存在于噬菌體DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標記DNA和蛋白質，直接地單獨地觀察它們各自的作用。,(2)侵染特點及過程： ①進入細菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質外殼留在外面不起作用。 ②噬菌體侵染細菌要經(jīng)過吸附→注入核酸→合成→組裝→釋放五個過程。 【注意】 噬菌體增殖場所是大腸桿菌細胞內(nèi)，除噬菌體的DNA做模板起指導作用外，其余的原料——脫氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白質的場所核糖體、ATP和相關酶全由大腸桿菌提供。,由上表分析可知：噬菌體的DNA是其親代與子代之間聯(lián)系的“橋梁”，即“DNA是遺傳物質”(結論)。 【注意】 (1)噬菌體侵染細菌的實驗還能間接證明的結論： ①DNA能夠自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性，維持遺傳性狀的穩(wěn)定性。 ②DNA能控制蛋白質的生物合成，從而能夠控制新陳代謝的過程和性狀。 (2)噬菌體等病毒都是嚴格在活細胞內(nèi)寄生并繁殖的，人工提供的培養(yǎng)基不能直接培養(yǎng)(并標記)病毒，必須用活細胞(寄主)培養(yǎng)(并標記)病毒。因此“標記噬菌體”必須分兩步進行：,(3)噬菌體侵染細菌的實驗誤差分析：上清液和沉淀物中為何都有放射性： ①用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上在上清液中不含放射性，下層沉淀物中應具有很高的放射性，而實驗最終結果顯示在離心后的上清液中，也有一定的放射性，而下層的放射性強度卻比理論值略低。原因有二：一是保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；二是從噬菌體和,大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液的放射性含量升高。 ②若用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物也有一定放射性。,【例3】 (2011·江蘇)關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是 ( ) A.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 B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S標記的噬菌體侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.35S、32P標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質,【解析】 “噬菌體侵染細菌的實驗”應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)大腸桿菌，再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大腸桿菌分別培養(yǎng)噬菌體得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌體，再讓帶標記的噬菌體分別侵染未帶標記的大腸桿菌，進行短時間的保溫培養(yǎng)，所以A、B選項均錯誤；C選項用35S標記的噬菌體侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分導致部分親代噬菌體蛋白質外殼仍然吸附在大腸桿菌表面，所以C選項正確；35S、32P標記的噬菌體侵染實驗只能共同說明DNA是遺傳物質，所以D選項錯誤。 【答案】 C,【例4】 某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關于噬菌體侵染細菌的實驗，進行了以下4個實驗： ①用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌 ②用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌 ③用未標記的噬菌體侵染3H標記的細菌 ④用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌,以上4個實驗，經(jīng)過一段時間后離心，檢測到放射性的主要部位是 ( ) A.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液 B.沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 C.上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液 D.沉淀、沉淀、沉淀、沉淀和上清液,【解析】 用噬菌體侵染細菌一段時間后離心，上清液是噬菌體的蛋白質外殼，沉淀物是細菌(其中含有噬菌體的DNA)。用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌，上清液是沒有放射性的。用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌放射性主要體現(xiàn)在DNA即沉淀物中。而用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌含有放射性的物質是蛋白質和DNA，即位于上清液和沉淀物中。 【答案】 D,【例5】 肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，均不能證明的是 ( ) A.DNA可以產(chǎn)生可遺傳的變異 B.蛋白質不是遺傳物質 C.DNA可以控制生物的性狀 D.DNA是主要的遺傳物質,【解析】 肺炎雙球菌的轉化實驗可證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質；噬菌體浸染細菌的實驗只能證明DNA是遺傳物質；大多數(shù)生物遺傳物質為DNA，所以，DNA是主要的遺傳物質，兩實驗均不能證明此結論，D項正確。 【答案】 D,精要點撥 本質上認識噬菌體侵染細菌實驗中的放射性問題 (1)上清液中的結構是噬菌體：包括親代噬菌體外殼和少數(shù)子代噬菌體(培養(yǎng)時間過長所致)；沉淀中的結構是細菌級：包括大腸桿菌、大腸桿菌上附著的少量親代噬菌體外殼(攪拌不充分所致)和大腸桿菌中的子代噬菌體。 (2)子代噬菌體的物質來源：DNA組分大部分來自細菌，少部分來自親代噬菌體(提供模板)；蛋白質組分全部來自細菌。,課堂練習 1.教材原話填空。 (1)格里菲思實驗的結論是：_________________________ _____。 (2)艾弗里實驗的結論是：___________________________ _______。 (3)在T2噬菌體的化學組成中，僅蛋白質分子中含有_____，________幾乎都存在于DNA分子中。,(4)證明DNA是遺傳物質的相關實驗的實驗思路是：設法將DNA與蛋白質等其他物質分離開，單獨地、直接地觀察它們的生理作用。 (5)病毒的遺傳物質是DNA或RNA；細胞生物的遺傳物質是DNA。 (6)噬菌體侵染細菌實驗中，攪拌的目的是使________，離心的目的是讓上清液中析出________，而離心管的沉淀物中留下________。,答案 (1)加熱殺死的S型細菌中存在“轉化因子” (2)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 (3)S P (6)吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離 重量較輕的T2噬菌體顆粒 被感染的大腸桿菌,2.艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質。這兩個實驗在設計思路上的共同點是 ( ) A.重組DNA片段，研究其表型效應 B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應 C.設法把DNA與蛋白質分開，研究各自的遺傳效應 D.應用同位素示蹤技術，研究DNA在親代與子代之間的傳遞,解析 本題考查肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗，準確理解教材實驗、掌握相關實驗的特點是解題的關鍵。艾弗里等人肺炎雙球菌體外轉化實驗，首次證明DNA是使R型細菌轉化為S型細菌的物質；赫爾希與蔡斯通過噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質，兩者都是設法將DNA與蛋白質分離，單獨地、直接地觀察各自在遺傳中的作用。肺炎雙球菌轉化實驗沒有用到同位素示蹤技術。 答案 C,3.肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡，無莢膜的R菌無毒性。如圖為所做的細菌轉化實驗。下列相關說法錯誤的是 ( ),A.C組為空白對照，實驗結果為小鼠不死亡 B.能導致小鼠患敗血癥死亡的有A、D兩組 C.E組實驗表明，加S菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R菌 D.D組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代,解析 含有莢膜的肺炎雙球菌是A、B、D三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎雙球菌死亡失去毒性，所以A、D兩組能導致小鼠死亡。E組加S菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R菌，而D組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是遺傳物質的改變引起的，可以遺傳給后代。 答案 D,4.分別用含有32P和35S的T2噬菌體與不含放射性的大腸桿菌混合，經(jīng)過短時保溫、攪拌、離心，再將沉淀出的大腸桿菌繼續(xù)在不含放射性物質的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，并對釋放出的子代T2噬菌體進行檢測。請根據(jù)有關知識，推測其應有的結果( ) A.全部不含35S，全部含有32P B.小部分含有35S，全部含有32P C.全部不含35S，小部分含有32P D.全部不含35S，大部分含有32P,解析 用含有32P(標記DNA)的T2噬菌體與不含放射性的大腸桿菌混合(噬菌體的DNA將注入到大腸桿菌細胞內(nèi))，在不含放射性物質的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，最后大腸桿菌釋放出的子代T2噬菌體，只有少部分含32P；用含有35S(標記蛋白質外殼)的T2噬菌體與不含放射性的大腸桿菌混合(噬菌體的DNA將注入到大腸桿菌細胞內(nèi))，在不含放射性物質的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，由于蛋白質外殼不能進入大腸桿菌細胞內(nèi)，最后大腸桿菌釋放出的子代T2噬菌體，全部不含35S。 答案 C,5.為證明蛋白質和DNA究竟哪一種是遺傳物質，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標記，a、c中的方框代表大腸桿菌。下列關于本實驗及病毒、細菌的有關敘述正確的是 ( ),A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的關鍵成分中要加入32P標記的無機鹽 B.若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組 C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律 D.若本組實驗b(上清液)中出現(xiàn)放射性，一定是感染時間太長，子代噬菌體釋放造成的,解析 由于親代噬菌體的DNA已被標記，所以錐形瓶中的無機鹽不加32P，A項錯誤；實驗要遵循對照原則，需要設計一組用35S標記噬菌體的實驗，B項正確；大腸桿菌是原核生物，也不遵循基因分離定律，C項錯誤；如上清液中出現(xiàn)放射性，可能是感染時間太長，也可能是感染時間太短，D項錯誤。 答案 B,6.下列有關生物體遺傳物質的敘述，正確的是 ( ) A.酵母菌的遺傳物質主要是DNA B.大腸桿菌的遺傳物質主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質是DNA和蛋白質 D.HIV的遺傳物質水解產(chǎn)生4種核糖核苷酸,解析 酵母菌的遺傳物質是DNA；大腸桿菌是原核生物，不含染色體；T2噬菌體的遺傳物質是DNA；HIV的遺傳物質是RNA，RNA水解可以產(chǎn)生四種核糖核苷酸。 答案 D,7.下圖中病毒甲、乙為兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組后形成“雜種病毒丙”，用病毒丙侵染植物細胞，在植物細胞內(nèi)增殖后產(chǎn)生的新一代病毒是 ( ),解析 雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質外殼和病毒乙的核酸組裝而成的。其在侵染植物細胞時注入的是病毒乙的核酸，并由病毒乙的核酸指導合成病毒乙的蛋白質外殼，因而病毒丙在植物細胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒就是病毒乙。 答案 D,8.下圖表示科研人員驗證煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質的實驗過程，由此推斷正確的是 ( ) A.煙草細胞的遺傳物質是RNA B.煙草細胞的細胞膜上有RNA的載體 C.感染病毒的煙草體內(nèi)有的蛋白質和TMV的相同 D.接種的RNA在煙草細胞中進行了逆轉錄,解析 從煙草花葉病毒中提取的RNA能使煙草感染病毒，而提取的蛋白質卻不能使煙草感染病毒，這說明RNA是遺傳物質。 答案 C,9.噬藻體是感染藍藻的DNA病毒。用32P標記的噬藻體感染藍藻細胞，培養(yǎng)一段時間，經(jīng)攪拌、離心后進行放射性檢測。相關敘述正確的是 ( ) A.32P標記的是噬藻體DNA中的胸腺嘧啶 B.攪拌的目的是使吸附在藍藻上的噬藻體與藍藻分離 C.離心后放射性同位素主要分布在試管的上清液中 D.此實驗證明DNA是噬藻體的遺傳物質,解析 32P標記的是噬藻體DNA中的磷酸基；攪拌的目的是使吸附在藍藻表面上的噬藻體與藍藻分離；離心后放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中；由于缺乏對照實驗，故不能說明噬藻體的遺傳物質是DNA。 答案 B,