第16讲 DNA是主要的遗传物质-备战2025年高考生物一轮复习精优课件

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背景：染色体与遗传关系密切；染色体的主要成分是 和 ；
[思考] 早期人们认为蛋白质是遗传物质的理由是什么？① 蛋白质结构、功能多样性；② 与性状关系密切；③ 氨基酸不同排列组合可以贮存大量遗传信息
考点1 格里菲思的体内转化实验
无荚膜，菌落粗糙；无致病性
有荚膜，菌落光滑；有致病性抵抗力强，不易被免疫破坏而使动物致死
1. 肺炎链球菌分类
P43相关信息荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。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。
使人患肺炎，使小鼠患败血症死亡。
[拓展思考] 如何辨析培养基中是R型细菌还是S型细菌？① 显微镜下观察细菌是否有荚膜（个体）② 观察菌落是光滑还是粗糙（种群）
二、格里菲思的体内转化实验　
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。
只是少部分R型细菌发生转化。因此能分离出S型活细菌与R型活细菌
加热致死的S型细菌已失活
其后代也是有致病性的S型细菌，可遗传
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。
小鼠的免疫系统将R型细菌杀死，并产生相应抗体，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
[思考] R型细菌转化为S型细菌的实质是： 基因重组
[扩展] 对此实验，有科学家提出质疑，认为可能是Ｓ品系死菌刺激小鼠体内产生免疫物质，后者刺激Ｒ品系突变成了Ｓ品系。如何设计实验推翻该质疑？将加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合在培养基中培养，使R型菌转化成S型菌，不需要以小鼠为媒介。—— 该实验是1931年道森和西亚进行，成功地在体外进行了转化实验
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
出现了
破碎加热致死的S型细菌
分析：①第1/2/3/4组分别说明_____________________________②第1和第5组实验说明_____________________
蛋白质、RNA和脂质不是转化因子
设计思路：将S型细菌的提取物进行不同处理，分别单独研究各种物质的作用
酶解时间要足够长，保证底物完全水解
2. 实验结论既证明了DNA是遗传物质（转化因子），同时证明了RNA、蛋白质、脂质等不是遗传物质3. 注意事项：被转化的R型菌依旧只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌。
涉及细菌培养技术，物质提纯和鉴定技术
1.科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
（1）加法原理：与常态相比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组的加温、滴加三氯化铁溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
（2）减法原理：与常态相比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，如在艾弗里的实验中，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。
【拓展应用】探究甲状腺的功能实验中，手术切除甲状腺和注射甲状腺激素分别属于自变量控制中的哪种原理？_________________________________。
前者为“减法原理”，后者为“加法原理”
[细节回顾]① 体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质失活？ 其蛋白质变性失活，DNA加热变性后可复性。② 据本实验，解释为什么DNA比蛋白质更适合作遗传物质？ DNA热稳定性更强。
[2018年新课标I卷] 某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基培上生长，将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落，据此判断，下列说法不合理的是（ ）A. 突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B. 突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C. 突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到XD. 突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
典例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( )。
.(2021·周口月考)格里菲思利用肺炎链球菌进行了转化实验,下列关于该实验的说法,不正确的是( )。
考点二　赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验
一、实验材料(1)噬菌体的结构及生活方式
不能用培养基来培养，也不能侵染肺炎链球菌
该实验中用35S、32P分别标记。　　　
（放射性）同位素标记法，直接单独观察各自的作用
不用14C、3H、18O、15N来标记
不能同时标记，要用35S、32P分别标记两组噬菌体的蛋白质和DNA
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌的物质来合成自身的组成成分，进行大量繁殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。
T2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。
T2噬菌体标记上32P的步骤：
（1）配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸，作为合成DNA的原料；（2）在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养；（3）在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P。
2.噬菌体侵染大肠杆菌
②搅拌的目的是什么？③离心的目的是什么？
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物留下被侵染的大肠杆菌
子代噬菌体中没有检测到35S
子代部分噬菌体中检测到32P
(1)噬菌体侵染细菌时，_____进入细菌细胞中，而__________留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代______遗传的。 结论： ______是T2噬菌体的遗传物质。
但不能说明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质
（因为蛋白质没进入细菌内）
思考：32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，为什么子代噬菌体中只有部分检测到32P？
疑难解释1. 32P噬菌体侵染大肠杆菌，为什么上清液中也出现放射性？
2. 35S噬菌体侵染大肠杆菌，为什么沉淀物中也出现放射性？
可能是保温时间过短（还未注入）或过长（已经释放出来)
可能是搅拌不够充分，导致有些噬菌体外壳没有与大肠杆菌分开
判断子代噬菌体的标记情况
DNA复制是半保留复制
噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
P46“思考·讨论”：选用细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点有？① 个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化　② 繁殖快
P47“练习与应用·拓展应用”：结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点是 。①具有相对的稳定性　②能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性　③能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育　④在特定条件下产生可遗传的变异
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
同位素标记法：标记DNA和蛋白质
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
以上实2验说明：DNA是主要的遗传物质？
考点三　烟草花叶病毒感染实验及生物的遗传物质分析
一、烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验思路：直接单独观察各自的作用
二、DNA是主要的遗传物质
就生物个体而言，遗传物质是唯一的，即对于某个个体而言，遗传物质只能是DNA或是RNA，不能说“主要是DNA”
三、不同生物的遗传物质