第1节__DNA是主要的遗传物质(hai).ppt

1、第1节 DNA是主要的遗传物质,2013届高考一轮生物复习课件（人教版）,DNA,是主要的遗传物质,一、DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),A:蛋白质是遗传物质(20世纪20年代),各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的 。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着 。,蛋白质,遗传信息,结论： 是遗传物质。,蛋白质,一、DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),稳定,DNA,蛋白质,DNA,DNA,连续,B:DNA是遗传物质,1、探索遗传物质的过程是漫长的直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B

2、.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且 能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存 大量遗传信息,C,练习：,遗传物质必须具备的特点,1、具有存储巨大数量信息的可能 2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制 3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性 状和新陈代谢 4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产 生变异）,问题：两种不同的推测如何求证呢？,DNA是遗传物质的证据,格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,艾弗里确定转化因子的体外转化验,噬菌体侵染细菌的实验,过程探究1格里菲思的实验：,(2)分析实验现象： 根据实验a、b，说明_。 根据实验c，说明_。

3、根据实验d，说明_， _,并且这种性状的转化是可以_的。 (3)得出实验结论：_。,R型活细菌无毒性，S型活细菌有毒性,加热杀死的S型细菌无毒性,无毒性的R型活细菌在与加热杀死的S型细菌,混合后，转化为有毒性的S型活细菌,遗传,加热杀死的S型细菌中有转化因子,?,哪种物质是转化因子？,过程探究1格里菲思的实验：,实验设计寻找转化因子：,但究竟哪一个才是转化因子呢？,你认为实验关键是什么？,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),S型细菌,分别与R型活细菌培养,R型,R型,R型与S型,分 离,多糖,蛋白质,D

4、NA,DNA酶,R型,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),实验结果：只有加入DNA才转化； DNA越纯，转化越有效； 用DNA酶处理DNA，不再转化。,实验结论:转化因子是DNA。,艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？,把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用； 设计对照实验，用DNA酶处理，观察DNA的作用。,过程探究2艾弗里的实验分析：,11944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型菌的DNA加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现其中的R型细菌转化成了S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，

5、R型细菌不能发生这种变化。这一现象不能说明的是(),AS型细菌的性状是由其DNA决定的 B在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中 CDNA是主要的遗传物质 DDNA是遗传物质 【答案】C,2、将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：,a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是,R型菌侵入小鼠体内，引起小鼠发生相应的免疫反应，产生抗体，杀死R型菌,b、曲线bc段上升的原因是,部分R型细菌转化,为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免 疫力下降,0,含量,时间,a,b,c,R型细菌,S型细菌,练习：,1、分别用含有

6、32P、35S的培养基培养大肠杆菌 2、分别用含有32P、35S的大肠杆菌培养T2噬菌体 3、分别用含有32P、35S的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌并保温一段时间 4、搅拌、离心 5、分别检测上清液和沉淀物中放射性物质的含量，记录实验结果 6、分析现象，得出结论,噬菌体侵染细菌的实验过程,二、噬菌体侵染细菌的实验,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，进一步证明了DNA是遗传物质。,1.该实验中用35S和32P这两种同位素分别标记_和_。 2.写出35S和32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌经搅拌离心后，放射性 很高的部位和原因。 (1)35S标记噬菌体： 放射性很高的

7、部位：_； 原因：_。,蛋白质,DNA,上清液,蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中,(2)32P标记噬菌体： 放射性很高的部位：_； 原因：_ 3.实验结论：_ 【点拨】噬菌体侵染细菌实验标记的应是特征元素S和P，因S只存在于噬菌体的蛋白质外壳中，P几乎都存在于噬菌体的DNA中。,沉淀物中,DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中,DNA是噬菌体的遗传物质,【思维判断】 1.加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。( ) 【分析】加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内后，转化出有毒性的S型活细菌，并且这种性状的转化是可以

8、遗传的，因此在小鼠尸体中可以提取到S型细菌，但是这种转化是少数的，在小鼠体内还可以分离出大量的R型细菌。,2.格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。( ) 【分析】格里菲思认为加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成转化的活性物质，即转化因子，但是，格里菲思并未确定转化因子到底是什么物质。 3.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。( ) 【分析】肺炎双球菌转化实验证明S型菌中存在转化因子，噬菌体侵染细菌实验只是证明DNA是遗传物质，它们都没有证明DNA是主要的遗传物质。,4.艾弗里证明用DNA酶分解后的S型活细菌的DNA不能使R型细菌发 生转化。( )

9、【分析】艾弗里的体外转化实验结果表明只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA纯度越高，转化越有效， 但是用DNA酶分解后的S型细菌的DNA不能使R型细菌发生转化。 5.豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但是DNA是豌豆的主要的遗传 物质。( ) 【分析】豌豆细胞内有两种核酸(DNA和RNA)，但是豌豆的遗传物 质只有一种，即DNA，RNA不会作为豌豆的遗传物质，因此，不能 说DNA是豌豆的主要的遗传物质。,肺炎双球菌转化实验,1.体内和体外转化实验的比较,格里菲思,艾弗里及其同事,在小鼠体内,体外培养基,R型细菌与S型细菌的毒性对照,S型细菌各成分的作用进行对照,加热杀

10、死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌,S型细菌的DNA 能使R型细菌转化为S型细菌,S型细菌体内有“转化因子”,S型细菌的DNA 是遗传物质,用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化,将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用,(1)所用材料相同; (2)体内转化实验是体外转化实验的基础, 体外转化实验是体内转化实验的延伸; (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则,2.肺炎双球菌转化实验中的相互对照 相互对照时每组均既是实验组又是对照组，每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他条件均相同，最终结论必须由几组实验结果对比得出。,【高考警示钟】 肺

11、炎双球菌转化的实质和影响因素 (1)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。,【典例训练1】(2011广东高考)艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( ),A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子

12、 B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.和说明S型菌的DNA是转化因子 D.说明DNA是主要的遗传物质 【解题指南】 1.考查实质：肺炎双球菌转化实验的结论。 2.解题关键：解答本题应首先对、和组实验进行对照，明确使R型细菌转化为S型细菌的是S型细菌的DNA。,【解析】选C。、组：R型细菌+S型细菌的蛋白质或荚膜多糖，只长出R型细菌，说明蛋白质或荚膜多糖不能使R型细菌转化为S型细菌。组：将S型细菌的DNA加入R型细菌的培养基，结果既有R型细菌又有S型细菌，说明S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌；组：用DNA酶将S型细菌的DNA水解，结果只长出R型细菌，说明DNA的水解产物不能使R型细

13、菌转化为S型细菌，进而说明了只有DNA才能使R型细菌发生转化。,【变式备选】某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验： R型细菌的DNA+DNA酶加入S型细菌注射入小鼠 S型细菌的DNA+DNA酶加入R型细菌注射入小鼠 R型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注射入小鼠 S型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠,以上4个实验中小鼠的情况依次是( ) A.存活、存活、存活、死亡 B.死亡、存活、存活、存活 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、死亡,【解析】选B。R型细菌的DNA+DNA酶加入S型细菌，相当于加入了S型活细菌，小鼠死亡；S

14、型细菌的DNA+DNA酶加入R型细菌注射入小鼠，S型细菌的DNA被分解，不发生转化，相当于加入了R型活细菌，小鼠存活；R型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA及S型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA，这两组细菌都被加热杀死，加入的只有DNA没有活细菌，小鼠存活。,【变式备选】下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述中，正确的是( ) A.加热杀死后的S型细菌中DNA已经全部断裂，失去活性 B.在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化 C.在转化过程中，加热杀死后的S型细菌中DNA没有进入R型活细菌的细胞中 D.加热杀死的S型细菌也

15、能使小鼠的体细胞发生转化,【解析】选B。加热杀死的S型细菌的DNA仍具有活性； DNA酶能将DNA水解成脱氧核苷酸，DNA不再存在，因此不能使R型细菌发生转化；加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌体内，使之转化成了S型细菌；S型细菌的DNA与动物细胞内的DNA结构不同，一般不能进行转化。,噬菌体侵染细菌的实验 1.噬菌体的增殖 (1)模板：噬菌体DNA。 (2)合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。,2.实验步骤及结果和结论,3.上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因 保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后

16、分布于上清液中，上清液中出现放射性。 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。,【高考警示钟】 1.噬菌体侵染细菌实验中的标记误区 (1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。 (2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。,2.噬菌体侵染细菌实验与艾弗里

17、的肺炎双球菌转化实验的方法不同 (1)前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)； (2)后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。,【典例训练2】(2011江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( ) A.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 B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、

18、蛋白质不是遗传物质,【解题指南】 1.考查实质：噬菌体侵染细菌实验的放射性检测分析。 2.解题关键：(1)明确正常情况下所标记的放射性元素存在的具体位置，即35S存在于上清液中，32P存在于沉淀物中，并确定误差出现的原因； (2)明确在实验过程中噬菌体的蛋白质并未进入细菌内发挥作用，因此，不能确定蛋白质是不是遗传物质。,【解析】选C。噬菌体是寄生生物，一般的培养基无法培养噬菌体；在用35S和32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌时，保温培养的时间不能过长，否则子代噬菌体会从大肠杆菌中释放，从而影响实验结果；用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分，使含35S的

19、蛋白质外壳残留在细菌上；噬菌体侵染细菌的实验只能说明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质是不是遗传物质。,【互动探究】 (1)按B选项所述的标记方法，进入细菌体内的成分是什么？ 提示：用32P标记的DNA。 分析：用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA，在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内。,(2)若C选项中的35S改为32P，若实验结果的上清液中含有放射性，其原因是什么？ 提示：噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内或噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代。 分析：若噬菌体侵染大肠杆菌实验过程中，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。 若噬

20、菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后子代噬菌体分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。,【变式备选】如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为( ) A.可在DNA中找到15N和32P B.可在外壳中找到15N和35S C.可在DNA中找到15N和32P、35S D.可在外壳中找到15N,【解析】选A。噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，DNA中含有磷酸基团和含氮碱基，能够标记上15N和32P。而蛋白质能够标记上15N和35S。在噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质外壳留

21、在外面，没有进入细菌内，只有DNA进入细菌内，并以细菌的化学成分为原料(氨基酸、核苷酸)来合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA。合成子代噬菌体所需的原料中无放射性元素，所以在子代噬菌体的DNA中只含有放射性元素15N和32P。,1.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( ) A.豌豆的遗传物质主要是DNA B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸,【解析】选B。豌豆是具备细胞结构的生物，其遗传物质为DNA，而不是A项所述的“主要是DNA”，故A错误；酵母菌的遗传物质为DNA，主要分布于细胞核内的染色体上，少量在细胞质

22、内，B项说法正确；T2噬菌体的遗传物质为DNA，其中不含硫元素，C错误；HIV的遗传物质为RNA，水解产物应是4种核糖核苷酸，D项错误。,2.（2012合肥模拟）下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是（ ） A.该实验证明了子代噬菌体的各种性状是通过DNA遗传的 B.为确认蛋白质外壳是否注入细菌体内，可用35S标记噬菌体 C.若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n D.侵染过程的“合成”阶段，噬菌体以自身的DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供,【解析】选C。噬菌体侵染细菌实验证明了噬

23、菌体的DNA是遗传物质；为确认蛋白质外壳是否注入细菌体内，可用35S标记的噬菌体去侵染细菌，检测子代噬菌体有无放射性；噬菌体为病毒，不能直接用普通培养基培养；侵染过程的“合成”阶段，噬菌体以自身的DNA作为模板，由细菌提供原料、ATP、酶、场所等条件。,3.将TMV型病毒的RNA与HRV型病毒的蛋白质结合在一起，组成一个新品系，用这个病毒去感染烟草，则在烟草细胞内分离出来的病毒有( ) A.TMV型的蛋白质和HRV型的RNA B.TMV型的RNA和HRV型的蛋白质 C.TMV型的蛋白质和TMV型的RNA D.HRV型的蛋白质和HRV型的RNA,【解析】选C。TMV与HRV型病毒的遗传物质都是R

24、NA，将TMV型病毒的RNA与HRV型病毒的蛋白质结合在一起，组成一个新品系，由于其遗传物质是RNA，用这种新品系病毒去感染烟草，其遗传物质RNA会在烟草细胞内利用烟草的化学成分来合成RNA，并以此RNA为模板来合成蛋白质外壳。所以子代病毒的RNA和蛋白质都是TMV型。,4.格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果( ) A.证明了DNA是遗传物质 B.证明了RNA是遗传物质 C.证明了蛋白质是遗传物质 D.没有证明具体哪一种物质是遗传物质,【解析】选D。格里菲思用两种肺炎双球菌在小鼠体内进行了细菌转化实验，证明了加热杀死的S型细菌内含有某种“转化因子”，它可将R型细菌转

25、化为S型细菌，但当时并未确认该物质的化学本质。真正确认S型细菌中“转化因子”化学本质的实验应为艾弗里等人的肺炎双球菌体外转化实验。,5.如图为“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程，能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是 ( ) A. B. C. D.,【解析】选D。实验中活的R型细菌在S型细菌的DNA作用下，转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列对照实验，题中的均分别与形成对照实验，说明S型细菌的RNA、蛋白质、多糖类荚膜等都不能使R型细菌发生转化，即证明了RNA、蛋白质和多糖类荚膜等其他物质不是遗传物质。

26、,6.近几年，猪流感在全球范围内扩散，严重威胁着养殖业和人类的健康。某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA？下面是兴趣小组探究猪流感病毒的遗传物质设计的实验步骤，请将其补充完整。,(1)实验目的：_。 (2)材料用具：显微注射器，猪流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA酶和RNA酶等。 (3)实验步骤： 第一步：把猪流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组， _。,第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。 第三步：将三组猪胚胎干

27、细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有猪流感病毒产生。,(4)预测结果及结论： _。 _。 若A、B、C三组都出现猪流感病毒，则猪流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。 【解析】本题的实验目的是探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。根据酶的专一性，利用给定的材料用具，设计不处理核酸提取液和分别用DNA酶、RNA酶处理核酸提取液的三组实验相互对照，根据实验结果便可得出结论。,答案：(1)探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA(3)分别用等量的相同浓度的DNA酶、RNA酶处理A、B两组，C组不处理 (4)若A、C两组出现猪流感病毒，B组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是RNA 若B、C两组出现猪流感病毒，A组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是DNA,实验方法：图解表述型实验的解题策略 【理论指导】 图解表述型实验是指用图表和图形表示生物学实验的过程、从实验中获得数据和结果，或者是某生物现象、过程和规律的实验方法。 解题策略如下：,1.表格：解题时要从标题起审题，再从行、列入手，理顺行和列的相关性，用比较大小、