高考生物DNA是主要的遗传物质.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,05 十一月 2026,高考生物DNA是主要的遗传物质,第1节 DNA是主要的遗传物质,人类对遗传物质的探索过程,1对遗传物质的早期推测(),2.肺炎双球菌的转化实验(),3.噬菌体侵染细菌的实验(),通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到,染色体在遗传上起着主要作用。,染色体的组成：,DNA,蛋白质,那么哪种物质才是真正的遗传物质呢？,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,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,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,格里菲思转化实验(体内转化),菌落,荚膜,毒性,R型细菌菌落,粗糙,无,S型细菌菌落,光滑,有（多糖）,两种菌落的比较,无毒,有毒,1,2,3,4,步骤,处理方 法,结果,结 论,体内转化实验,格里菲思等,R,型,活,菌,S,型,活,菌,加热杀,死,S,型菌,R,型,活,细菌,+,S,型,死,细 菌,活,死,活,R型活菌无毒,S型活菌有毒,加热杀死的S型菌无毒,死,体内有,S型活细菌,存在,“,转化因子,”,结论：,加热杀死的S型菌含有某种“转化因子”，使R型菌转化为S型菌,1.(格里菲思的转化实验)(2014合肥模拟)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下:,将无毒的R型活细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡,将有毒的S型活细菌注入小鼠体内,小鼠患败血症死亡,将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡,将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,注入小鼠体内,小鼠患败血症死亡,【通关题组】,根据上述实验,下列说法正确的是(),A.整个实验证明了DNA是转化因子,B.实验、实验可作为实验的对照实验,C.实验中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传,D.重复做实验与,得到同样的结果,说明S型活细菌由R型活细菌突变而来,B,【互动探究】,如果将实验中小鼠体内的细菌提取出来,用培养基进行培养,观察培养基中菌落的生长将会出现哪些类型。,提示:,会出现光滑型菌落(S型细菌)和粗糙型菌落(R型细菌)。,问题：,S型菌中的“,转化因子,”是什么物质呢？,多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA,加热杀死的S型细菌,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,寻找转化因子,：,但究竟哪一个才是转化因子呢？,R型细菌,R型细菌,只长R型菌,只长R型菌,R型细菌,S型菌,R型细菌,S型菌的,DNA,S型菌的,蛋白质或荚膜多糖,S型菌的,DNA+DNA酶,实验过程：,艾弗里转化实验(体外转化),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,荚膜多糖,蛋白质,DNA,DNA酶,R型,多数,少数,思考：,1、艾弗里实验中设置DNA+DNA酶这一组实验的目的是什么？,一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的基本构成成分不能实现转化,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:,DNA,才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。,不足之处：受技术限制DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。,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。,2.(艾弗里的转化实验)(2014广安模拟)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”的是(),A.B.C.D.,【通关题组】,D,【互动探究】,实验中,若在培养基中添加DNA酶,会出现什么样的结果?为什么?,提示:,不会长出S型细菌,只会出现R型细菌。因为DNA酶会使加入的S型细菌的DNA水解,不能使R型细菌得到转化。,【思维拓展】,(1)S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？,提示：,基因重组。,(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型菌被小鼠的免疫系统所消灭,b、曲线bc段上升的原因是,部分R型菌转化为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降，R型菌大量增殖,判断改错,(1)加热杀死的S型菌和R型活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(),【提示】,S型和R型菌都有，因为只有部分R型菌转化成S型菌。,(2)格里菲思(Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果证明了DNA是遗传物质(),【提示】,格里菲思(Griffith)肺炎双球菌的转化实验只证明加热杀死的S型细菌体内含有某种,“,转化因子,”,，并没有弄清楚转化因子的本质。,(3)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠，小鼠存活(),【提示】,高温处理后，R型菌已死亡，而且DNA酶己失活，注入小鼠体内的只有S型菌的DNA，没有活的S型菌。,2直接证据,(2)噬菌体侵染细菌实验,T,2,噬菌体模式图,噬菌体：细菌病毒，寄生在细菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。,噬菌体侵染细菌的动态过程：,合成,组装,释放,吸附,侵入,合成,组装,释放,吸附,动画,侵入,2直接证据,(2)噬菌体侵染细菌实验,T,2,噬菌体模式图,DNA（主要元素是C、H、O、N、,P,）,蛋白质（主要元素是C、H、O、N、,S,）,思考：为什么要用,35,S和,32,P标记？,用,14,C和,18,O等标记行吗？,1、实验设计思路：,3、实验过程：,把蛋白质和DNA区分开,，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用,2、实验方法：,放射性同位素标记法,(2)噬菌体侵染细菌实验,培养大肠杆菌,培养T,2,噬菌体,噬菌体-蛋白质（,35,S）,32,P,35,S,培养大肠杆菌,培养T,2,噬菌体,大肠杆菌（,32,P,）,噬菌体-DNA（,32,P）,大肠杆菌（,35,S,）,标记噬菌体的方法,1、实验设计思路：,3、实验过程：,把蛋白质和DNA区分开,，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用,(1)标记细菌,细菌+含,35,S,的培养基,细菌+含,32,P,的培养基,含,35,S,的,细菌,含,32,P,的,细菌,(2)标记噬菌体,噬菌体+含,35,S,的,细菌,噬菌体+含,32,P,的,细菌,含,35,S,的,噬菌体,含,32,P,的噬菌体,(3)噬菌体侵染细菌,含,35,S,的噬菌体+细菌,含,32,P,的噬菌体+细菌,:,上清液放射性很高,沉淀物放射性很低,:,上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,2、实验方法：,放射性同位素标记法,(2)噬菌体侵染细菌实验,标记 侵染 搅拌 离心，检测,噬菌体比大肠杆菌轻,4、,噬菌体侵染细菌实验的,检测结果,：,上清液：,沉淀物：,噬菌体,细菌,(外壳),(被注入的DNA),35,S标记的实验,32,P标记的实验,标记部位,放射性情况,上清液,沉淀物,蛋白质,DNA,有放射性,无,无,有放射性,上清液,“,放射性很高,”,沉淀物,“,放射性很高,”,？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分离不完全,(噬菌体蛋白质外壳),释放出来的、未侵染的噬菌体,/释放的/未侵染的),很高,很低,很低,很高,(2)噬菌体侵染细菌实验还能证明以下三点:,DNA分子具有相对稳定性。,DNA分子能自我复制,使前后代保持一定的连续性。,DNA能控制蛋白质的生物合成,但不能证明DNA分子能产生可遗传变异。,如果用,15,N、,32,P、,35,S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,15,N、,32,P,B可在外壳中找到,15,N、,35,S,C可在外壳中找到,15,N,D可在DNA中找到,15,N、,32,P、,35,S,【答案】,A,噬菌体侵染细菌的实验与肺炎双球菌转化实验的比较：,相同点,均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同；都遵循了对照原则；都能证明DNA是遗传物质，,但不能证明DNA是主要的遗传物质。,不,同,点,方法不同,艾弗里,实验,直接分离,：,分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养。,噬菌体侵染细菌实验,同位素标记法,：分别标记DNA和蛋白质的特征元素（,32,P和,35,S）,1.(放射性同位素的位置分布)(2014南充模拟)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验,进行了如下实验:用,32,P标记的噬菌体侵染未标记的细菌;用未标记的噬菌体侵染,35,S标记的细菌;用,15,N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心,检测到放射性存在的主要部位依次是(),A.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液,B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液,C.沉淀物、上清液、沉淀物,D.上清液、上清液、沉淀物和上清液,【通关题组】,B,【互动探究】,本题实验中,子代噬菌体的DNA和蛋白质中是否含有,15,N,为什么?,提示:,子代噬菌体的DNA中含有,15,N,而蛋白质中不含,15,N。因为合成DNA的模板来自亲代DNA,亲代DNA中含有,15,N,而合成蛋白质的原料来自细菌,细菌内不含,15,N。,2.(肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较),(2014临沂模拟)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是(),A.重组DNA片段,研究其表型效应,B.诱发DNA突变,研究其表型效应,C.设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应,D.应用放射性同位素标记技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递,C,【互动探究】,噬菌体侵染细菌实验是如何实现C选项中的操作的?,提示:,运用放射性同位素标记法,即用,32,P标记噬菌体的DNA,用,35,S标记噬菌体的蛋白质,巧妙地将DNA和蛋白质分开。,二、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建,烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：,(1)实验一,1.RNA是遗传物质的证据,实验探究,蛋白质,RNA,分,离,感染,烟草,感染,烟草,实验,结果,出现病斑,不出现病斑,实验,结果,结论：,RNA是,烟草花叶病毒的,遗传物质,二、DNA是主要的遗传物质,细胞结构生物,原核生物,真核生物,遗传物质是DNA,非细胞结构生物,遗传物质是RNA,只含DNA的病毒：,只含RNA的,病毒,：,生物,总结,4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说,DNA是主要的遗传物质,。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明,DNA是,遗传物质,。,3、在,只含RNA的少数病毒,（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，,RNA才作为遗传物质。,2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA,1,、一切生物的遗传物质是核酸,1、(2014滨州模拟)肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验,均不能证明的是(),A.DNA可以产生可遗传的变异,B.蛋白质不是遗传物质,C.DNA可以控制生物的性状,D.DNA是主要的遗传物质,【解析】,选D。肺炎双球菌的转化实验可证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质;大多数生物的遗传物质为DNA,所以DNA是主要的遗传物质,两实验均不能证明此结论。,D,【加固训练】,2.在肺炎双球菌的转化实验中,能够证明“DNA才是转化因子”的最关键的实验设计是(),A.将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养,发现R型细菌转化为S型细菌,B.将无毒R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后培养,发现R型细菌转化为S型细菌,【加固训练】,C.从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖,混合加入培养R型细菌的培养基中,发现R型细菌转化为S型细菌,D.从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖,分别加入培养R型细菌的培养基中,发现只有加入DNA,R型细菌才转化为S型细菌,D,3.(2014长春模拟)完成肺炎双球菌离体转化实验后,一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗S),提取出它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗R)共同培养。结果发现,某些非抗R型菌被转化为抗S型菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析中,错误的是(),A.实验证明:细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,B.抗S型菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因,C.实验结果表明:上述对肺炎双球菌离体转化实验所得结论的怀疑是错误的,D.非抗R型菌转化为抗S型菌是基因突变的结果,D,（,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,35,S和放射性同位素,32,P的培养基培养噬菌体,B.分别用,35,S和,32,P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,35,S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致,D.,32,P、,35,S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质,练习5：,C,(,图表题,)用,32,P和,35,S分别标记的噬菌体侵染细菌，经短时间保温后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中,35,S和,32,P的放射性以及被侵染的细菌的存活率，得到如图所示的实验结果。下列说法不正确的是(),练习：,A.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.搅拌时间小于1分钟时，沉淀物中的放射性增高,C.在实验过程中细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来,D.若被侵染细菌的存活率下降，细胞外,35,S放射性会增高,D,实验步骤,标记细菌,标记噬菌体,噬菌体侵染细菌（短时间保温）,搅拌离心,观察放射性的分布,“,短时间,”,：保证子代噬菌体的DNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解,“,保温,”,：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。,搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离,离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。,内部DNA不存在了的噬菌体外壳,