2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第1讲DNA是主要的遗传物质课件

这是一份2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达第1讲DNA是主要的遗传物质课件，共53页。PPT课件主要包含了S型活细菌，不死亡，转化因子，实验过程，蛋白质外壳含35S，DNA含32P，没有35S，存在32P，蛋白质外壳，RNA等内容，欢迎下载使用。
知识点一　肺炎链球菌转化实验[自主学习]1.格里菲思的体内转化实验
2.艾弗里的体外转化实验(1)设计思路：______________________________________________________________________________________________________________。 【答案】利用减法原理，在S型细菌的提取物中，利用酶解法特异性地除去某种物质，观察能否使R型细菌发生转化
(2)实验过程及结果(如图所示)：
(3)分析：S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化，S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化。(4)实验结论：___________________________________________。 【答案】S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
肺炎链球菌的体内转化实验只证明了S型细菌含有能让R型细菌发生转化的因子，但该因子是什么物质本实验并没有探究出来。
[自主检测]1.思考判断(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”。(　　)(2)从格里菲思的第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。(　　)(3)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌。(　　)(4)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(　　)(5)艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　　)
(6)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化。(　　)(7)艾弗里的体外转化实验采用了酶解法处理细胞提取物，然后再加入有R型活细菌的培养基中。(　　)
2.深挖教材(1)把由烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁，用过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病的原因是__________________________。 【答案】提示：烟草花叶病毒很小，能通过细菌过滤器(2)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?其转化的实质是什么?___________________。 【答案】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，转化实质为基因重组
3.热图导析体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，请分析回答下列问题。
(1)ab段R型细菌数量减少的原因是_____________________________________________________________________。 【答案】小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少
(2)bc段R型细菌数量增多的原因是____________________________________________________________________________________________。 【答案】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(3)后期出现的大量S型细菌是由__________________________而来的。 【答案】R型细菌转化成的S型细菌繁殖
知识点二　噬菌体侵染细菌实验[自主学习]1.实验材料和方法(1)实验材料：_______________和大肠杆菌。 (2)实验方法：____________法，该实验中用35S、32P分别标记____________。 【答案】(1)T2噬菌体　(2)同位素标记　蛋白质和DNA
3.实验结论在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是______，即______是遗传物质。 【答案】DNA　DNA
[自主检测]1.思考判断(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。(　　)(2)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。(　　)(3)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。(　　)(4)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。(　　)(5)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。(　　)
(6)用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。(　　)(7)赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②。(　　)
2.深挖教材(1)对T2噬菌体的化学组成分析表明：仅蛋白质分子中含有________，________几乎都存在于DNA分子中。 【答案】提示：硫　磷(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么?__。 【答案】提示：可能由于搅拌不充分，离心时间过短，转速过低等，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性
(3)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?__。 【答案】提示：最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质区分开
3.热图导析：分析噬菌体侵染细菌实验
(1)以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点?__。 【答案】提示：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。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。②繁殖快，细菌20~30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖
(2)为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，而不用14C和18O进行标记?__。 【答案】提示：S是蛋白质的特征元素，P是 DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA都含有C和O，因此无法确认被标记的是何种物质(3)搅拌、离心的目的在于______________________________________。 【答案】提示：把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性
知识点三　生物的遗传物质[自主学习]
[自主检测]思考判断(1)RNA或DNA是T2噬菌体的遗传物质。(　　)(2)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。(　　)(3)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。(　　)(4)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。(　　)
[深度讲解]1.R型细菌和S型细菌的辨别(1)制作装片，显微镜观察是否有荚膜结构。(2)培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态可以区分，肉眼即可辨别。
2.体内转化实验和体外转化实验的比较
3.实验结论(1)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)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
有关“转化”的两个易错点(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。(2)并非所有的R型细菌都被转化。
[考向预测](一)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的分析(素养目标：科学探究)1.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【答案】D　
【解析】由图可知，活菌乙能导致小鼠死亡，为S型细菌，活菌甲不能使小鼠死亡，为R型细菌。该实验能体现S型死细菌的某种物质能让R型细菌转化为S型活细菌，但不能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，A错误；实验②过程中R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，少数R型细菌能转化为S型活细菌，小鼠体内仍存在R型细菌，所以从小鼠血液中能分离出两种菌，其中R型细菌不能使小鼠死亡，B错误；活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因重组，C错误；实验⑤过程中，R型死细菌与S型活细菌混合后注射到小鼠体内，鼠5体内只能分离出S型活细菌，S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，D正确。
(二)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的分析(素养目标：科学思维)2.为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，某兴趣小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B.乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C.丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA【答案】C　
【解析】只有少数的R型细菌转化成了S型细菌，甲组培养皿中应该既有R型细菌又有S型细菌，A错误；乙组中S型细菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解了，所以转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D错误。
[深度讲解]1.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
2.噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。①培养时间短⇒部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞⇒离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。②培养时间过长⇒噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖⇒大肠杆菌裂解死亡，释放出子代噬菌体⇒离心后噬菌体将分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。
(2)搅拌后离心，将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离。①搅拌不充分⇒留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中⇒35S标记的一组沉淀物中放射性也较高。②搅拌过于剧烈⇒大肠杆菌细胞被破坏⇒释放出其中的子代噬菌体⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。
噬菌体侵染细菌实验中的易误点(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质是不是遗传物质。(3)噬菌体侵染细菌实验中，搅拌是为了将病毒与大肠杆菌分开，以便经离心形成上清液和沉淀物。上清液中是质量较轻的病毒外壳和病毒(包括亲子代)，沉淀物中是质量较重的细菌和吸附了病毒的细菌(搅拌不充分)。在噬菌体侵染细菌的实验中，分析放射性在上清液或沉淀物中的异常分布可以遵循以下过程。
第一步：看。看标记的元素，35S标记蛋白质外壳，32P标记噬菌体DNA。第二步：记。牢记上清液中是质量较轻的，沉淀物中是质量较重的，即理论上35S出现在上清液中，32P出现在沉淀物中。第三步：推理。如果35S出现在沉淀物中，说明蛋白质外壳还吸附在细菌上，搅拌不充分。如果32P出现在上清液中，则可能是亲代噬菌体，说明DNA没有侵入细菌，即培养时间过短；也可能是子代噬菌体，说明培养时间过长，细菌裂解后子代噬菌体释放出来。
[考向预测](一)噬菌体侵染细菌的实验过程与分析(素养目标：科学探究)1.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如下图所示，下列有关分析正确的是(　　)
A.理论上，b和c中不应具有放射性B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关D.实验结果，a、d中有少量的放射性，b、c中有大量的放射性【答案】A　
【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，所以离心后，理论上b中不应具有放射性，32P标记DNA进入到细菌体内，分布在沉淀物中，因此，理论上c也不含有放射性，A正确；搅拌的目的是将蛋白质外壳和细菌分开，若该过程搅拌不充分，则会导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，并随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中含较高的放射性，若搅拌充分，则沉淀物中的放射性较低，B错误；实验2，由于外壳没有放射性，因此搅拌不充分，上清液也不会含有放射性，C错误；实验结果，b、c中有少量的放射性，a、d中有大量的放射性，D错误。
噬菌体侵染细菌实验放射性的“两看法”
(二)肺炎链球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较(素养目标：科学探究)2.图甲所示是肺炎链球菌的体内转化实验，图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验，图丙所示是两小分子物质的结构式。下列相关分析正确的是(　　)
A.图甲中将R型活细菌和S型死细菌的混合物注射到小鼠体内，R型细菌向S型细菌发生了转化，转化的原理是基因重组B.图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离C.用32P、35S标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的①②D.肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质【答案】A　
【解析】R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌中，S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实现了重组，并表现出S型细菌的性状，A正确。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离，离心的目的是让上清液中分布重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，B错误。图丙中①代表氨基酸的R基，②代表磷酸基团，③代表五碳糖，④代表含氮碱基，含有S的是①，含有P的是②。用32P(标记DNA)、35S(标记蛋白质)标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的②①，C错误。格里菲思肺炎链球菌体内转化实验结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”；艾弗里肺炎链球菌体外转化实验结论：DNA是转化因子，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内，D错误。
(三)探究生物遗传物质的实验方法(素养目标：科学探究)3.(2022年广东揭阳检测)烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)是两种RNA病毒，结构如图A、B所示，侵染叶片后的症状如图C、D所示。图中E进行的是两种病毒的重组，下列对叶片F的预测及相关叙述，正确的是(　　)
A.这两种病毒和叶肉细胞在结构上的根本差异是病毒没有核膜包被的细胞核B.这两种病毒的遗传物质都是RNA，但是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同C.重组病毒E侵染叶片F后，叶片F表现出与叶片C一样的症状，说明蛋白质决定性状D.重组病毒E子代的特性由HRV的RNA决定，叶片F的患病症状与叶片D的相同【答案】D　
【解析】病毒与植物最根本的区别是有无细胞结构，A错误；RNA的基本单位是核糖核苷酸，B错误；重组病毒E侵染叶片F后，叶片F的症状与叶片D的相同，RNA决定性状，C错误；重组病毒E子代的特性由HRV的RNA决定，叶片F的患病症状与叶片D的相同，D正确。
“遗传物质”探索的三种方法
1.(2022年湖南卷)T2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RNAD.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合【答案】C　
【解析】T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。
2.(2022年浙江卷)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【答案】C　
【解析】实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
3.(2022年浙江卷)S型肺炎链球菌的某种“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①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D.步骤⑤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【答案】D　
【解析】步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙，步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型细菌，D正确。
4.(2021年全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是(　　)A.与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌【答案】D　
【解析】R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，是无毒性的；S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，是有毒性的，A正确。无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌，是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能，被加热杀死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成，进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌，B、C正确。DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能，因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，无法得到S型细菌，D错误。