高三生物一轮复习课件 -DNA是主要的遗传物质

一轮复习

DNA是主要的遗传物质提出遗传因子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证明基因位于染色体上摩尔根染色体主要组成成分是DNA和蛋白质

遗传物质的探究历程总结：遗传物质应该具备哪些特点？(1)在细胞生长和繁殖的过程中，能够精确的自我复制，使前后代具有一定的连续性；(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程；(3)具有储存大量遗传信息的潜在能力；(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，

并能遗传给后代。对遗传物质的早期推测人们认识到蛋白质是由

连接而成的生物大分子

多种多样的排列顺序，可能蕴含着

。多种氨基酸氨基酸遗传信息人们认识到

DNA是由许多

聚合而成的生物大分子

有4种，每种有一个特定的

。脱氧核苷酸

脱氧核苷酸碱基蛋白质DNA基本单位：常见的21种氨基酸基本单位：4种脱氧核苷酸20世纪20年代支持率很高20世纪30年代,少数支持格里菲思的体内转化实验艾弗里及同事的体外转化实验转化因子是什么加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据DNA是主要的遗传物质一、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验1.科学家：1928年【英】格里菲思2.实验材料：肺炎链球菌项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无毒性表面光滑

表面粗糙

有无多糖类的荚膜思考：为什么无荚膜的R型肺

炎链球菌无毒性，有荚膜的S型肺炎链球菌有毒性？无荚膜的R型菌，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S型菌可以抵抗吞噬细胞的吞噬，而在宿主体内存活并繁殖。荚膜是什么？有什么作用？

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纽胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。

S型细菌具有多糖类荚膜，可以抵御吞噬细胞的吞噬，不能被宿主的正常防御机制所清除，因而导致宿主感染。

一、肺炎链球菌的类型结3.肺炎链球菌的体内转化实验过程与现象第1组：注射R型活细菌第2组：注射S型活细菌第3组：注射加热杀死的S型细菌第4组：注射R型活细菌+加热杀死的S型细菌小鼠不死亡小鼠死亡，体内分离出S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，体内分离出S型活细菌结果分析1、2组说明2、3组说明2、3、4组说明加热杀死的S型细菌中含有某种

，使R型活细菌转化为S型活细菌。R型细菌无毒性，S型细菌有毒性被加热杀死的S型细菌无毒性R型活细菌可以转化为S型活细菌转化因子论从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以判断：已经被加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质—“转化因子”。R型菌S型菌转化因子S型菌

后代

【提醒】发生转化的只是少部分R型细菌。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型细菌繁殖典例分析②③④分别说明_____________________________；实验①⑤说明_____有转化作用。4.肺炎链球菌的体外转化实验

(2)实验过程及现象：酶解法(3)结果分析自变量控制方法“减法原理”蛋白质、RNA、脂质无转化作用DNA(4)实验结论：DNA是转化因子即DNA是遗传物质。同时也证明了蛋白质不是。有R型活细菌的培养液加热杀死的S型细菌的细胞提取液+S型细菌R型细菌S型细菌R型细菌只长R型细菌⑤组加入DNA酶②③④组分别加入蛋白酶、RNA酶、酯酶有R型活细菌的培养液加热杀死的S型细菌的细胞提取液+有R型活细菌的培养液加热杀死的S型细菌的细胞提取液+①组直接混合培养混合培养混合培养(1)实验思路:对照原则、单一变量原则是基因重组：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型菌注意：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；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质

的活性无法恢复。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。拓展深化转化的实质

格里菲思体内转化实验艾弗里及同事体外转化实验培养场所巧妙构思实验结论小鼠体内培养基将R型活菌与加热杀死的S型混合注入小鼠体内作为对照来说明确实发生转化利用酶的专一性，每次减少一种物质，直接、单独的观察各物质的作用存在某种转化因子让R型菌转化为S型菌DNA才是使R型菌产生转化的物质，从而证明DNA是遗传物质归纳比较C考点二：噬菌体侵染细菌的实验一、实验材料——T2噬菌体和大肠杆菌1.T2噬菌体的结构及生活方式噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称。（1）头部内含有

：含

元素。（填特征元素）DNAP（2）外壳：

，含

元素。（填特征元素）蛋白质S（3）生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。2.噬菌体的增殖⑥侵入别的细菌③合成核酸和蛋白质④装配⑤释放①吸附②注入核酸一、实验材料——T2噬菌体和大肠杆菌

T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。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。2.噬菌体的增殖考点二：噬菌体侵染细菌的实验二、实验方法放射性同位素标记技术选择什么元素对DNA和蛋白质进行放射性标记？（1）蛋白质:（2）DNA：C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P可以直接标记T2噬菌体吗？不可以，T2噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含

培养基培养噬菌体。被标记的大肠杆菌能否用C、H、O标记？噬菌体侵染细菌的实验三、实验过程1.第一步：先标记大肠杆菌大肠杆菌+含35S的培养基→含35S的大肠杆菌大肠杆菌+含32P的培养基→含32P的大肠杆菌2.第二步：再标记T2噬菌体T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体赫尔希和蔡斯不能用35S、32P标记同一噬菌体3.第三步标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌短时间保温后搅拌搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。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。离心使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。三、实验过程离心细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌体中无35S不能证明蛋白质不是遗传物质上清液放射性很高上清液为噬菌体外壳。沉淀物放射性很低沉淀物主要为包含噬菌体DNA的大肠杆菌。3.第三步：用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌35S标记的噬菌体用35S标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌检测上清液和沉淀物中的放射性物质离心32P标记的噬菌体用32P标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌检测上清液和沉淀物中的放射性物质离心沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌。说明DNA是真正的遗传物质子代噬菌体中含32P细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高上清液放射性很低上清液中主要含噬菌体外壳。3.第三步：用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌噬菌体侵染细菌的实验四、实验结论35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体上清液沉淀物子代噬菌体结论放射性高放射性低无放射性放射性高放射性低有放射性

蛋白质没有进入细菌细胞

DNA进入到细菌的细胞中

DNA才是噬菌体的遗传物质不能证明蛋白质不是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验五、噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌五、噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”噬菌体侵染细菌的实验六、“二看法”判断子代噬菌体标记情况噬菌体侵染细菌的实验七、两个经典实验的比较艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验处理方式对照原则实验结论设计思路直接分离同位素标记法、离心法S型细菌的分离物质分别与R型细菌混合培养相互对照分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，

以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？

个体小，结构简单，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，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。

繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。习题巩固2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？

在实际操作过程中最大的困难是什么？

艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）。习题巩固烟草花叶病毒蛋白质RNA感染烟草叶子感染烟草叶子无病斑、正常有病斑，且分离出烟草花叶病毒感染烟草叶子感染烟草叶子整个病毒RNA+RNA酶有病斑，且分离出烟草花叶病毒无病斑、正常1956年，康拉特烟草花叶病毒侵染烟草实验烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒A烟草花叶病毒B产生A型后代产生B型后代实验结论：（1）烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。（2）RNA需保持结构完整，才能行使遗传功能。生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物原核生物非细胞生物DNA病毒RNA病毒DNADNADNARNA细胞生物：真核生物与原核生物的遗传物质是DNA非细胞生物：病毒的遗传物质是DNA或RNA生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而

。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。DNA是主要的遗传物质DNA和RNA仅有DNA仅有RNA动物、植物、真菌细菌T2噬菌体、乙肝病毒烟草花叶病毒、HIV病毒通过分离提纯技术，提取新病毒的核酸，加入

合培养一段时间，再侵染其宿主细胞，若在宿主细胞内检测不到子代病毒，则病毒为DNA病毒。拓展：判断DNA病毒和RNA病毒的方法例：一种病毒只含一种核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是单链结构也可能是双链结构。探究新病毒的核酸种类和结构类型的实验方法。DNA酶(1)酶解法：(2)侵染法：将_________________培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中繁殖数代，之后接种________，培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性，若检测到子代病毒有放射性，则说明该病毒为______病毒。该病毒的宿主细胞该病毒RNA(3)碱基测定法：

为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构，可对此新病毒核酸的

碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。①若含有T，且_______________________，则说明是单链DNA。②若含有T，且_______________________，则最可能是双链DNA。③若含有U，且_______________________，则说明是单链RNA。④若含有U，且A的比例等于U的比例，则最可能是双链RNA。A的比例不等于T的比例A的比例等于T的比例A的比例不等于U的比例2.细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。（

）1.烟草花叶病毒的RNA可以在其体内自我复制。（）××3.乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。（

）×

5.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。()×6.生物的遗传物质的基本组成单位是核苷酸。()√√易错辨析：探究生物的遗传物质酶解法同位素标记技术病毒重组技术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一种物质确认是DNA还是RNA确认病毒中哪类分子起遗传作用标记DNA、RNA的特定碱基，依据其是否被消耗确定该病毒的遗传物质（消耗“T”为DNA；消耗“U”为RNA）分别标记病毒组成物质——核酸、蛋白质中的特有元素将一种病毒的核酸与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到