适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第22讲DNA是主要的遗传物质课件新人教版

这是一份适用于新教材2024版高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第22讲DNA是主要的遗传物质课件新人教版，共58页。PPT课件主要包含了素养目标，内容索引，强基础·增分策略，提能力·精准突破，练高考·衍生训练，研情境·素养突破，2噬菌体的增殖，实验结果分析，考向探究，方法突破等内容，欢迎下载使用。

1 强基础·增分策略
一、肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌的类型
2.转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验:
(2)艾弗里的体外转化实验:实验过程及结果:
结果分析:实验①是对照组,②③④⑤是实验组;实验②③④分别说明　蛋白质、RNA、脂质没有转化作用　;实验①⑤说明　DNA　有转化作用。 结论:　DNA　是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。 
旁栏边角(必修2 P43“图3-2”延伸思考)体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性?请说明理由。提示: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。
易错辨析(1)格里菲思实验中,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。(必修2 P43图3-2)(　×　)(2)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。(必修2 P44图3-3)(　√　)
二、噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体(1)T2噬菌体的结构及生活方式
2.实验方法　同位素标记　法。该实验中用35S、32P分别标记　蛋白质和DNA　。
3.实验过程及结果(1)标记噬菌体。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。
(2)噬菌体侵染细菌(对比实验,为相互对照)。
特别提醒 搅拌的目的是把吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳和大肠杆菌分开;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的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。
5.结论:　DNA　是遗传物质。 
旁栏边角(必修2 P47“拓展应用”2)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。提示: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。
易错辨析(1)噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。(必修2 P44正文)(　√　)(2)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。(必修2 P45正文)(　√　)(3)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。(必修2 P45正文)(　×　)(4)离心管内的沉淀物中主要是被侵染的大肠杆菌。(必修2 P45正文)(　√　)
三、DNA是主要的遗传物质1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
2.生物体内的核酸种类及遗传物质
旁栏边角(必修2 P46正文拓展)在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中,能否利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程?请说明理由。提示:不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时,RNA和蛋白质没有分开,是完整的病毒侵入宿主细胞。因此,本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质,然后再单独导入宿主细胞,单独观察它们的作用。
易错辨析(1)烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA。(必修2 P46正文)(　×　)(2)细胞生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是RNA。(必修2 P46正文)(　×　)(3)绝大多数生物的遗传物质是DNA,少部分病毒的遗传物质是RNA。(必修2 P46正文)(　√　)
2 提能力·精准突破
考向1 肺炎链球菌体内转化实验1.(2023届广州月考)某科研小组利用小鼠、R型和S型肺炎链球菌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。下列说法错误的是(　　)
A.该实验中细菌甲和乙分别对应R型细菌和S型细菌B.经过步骤②后,鼠2血液中含有活菌甲和活菌乙C.加热致死的细菌乙中的某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙D.鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是死菌甲中某种物质使活菌乙转化为活菌甲答案:D解析:鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是活菌乙能使鼠死亡,活菌甲不具有致死效应,D项错误。
拓展归纳归纳概括肺炎链球菌转化的实质
考向2 肺炎链球菌体外转化实验2.(2022大连期末)艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物,然后设计一系列实验并最终提出不同于当时大多数科学家观点的结论。下列有关叙述错误的是(　　)A.将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中,结果出现了S型活细菌B.将细胞提取物用RNA酶处理后再进行转化实验,结果出现了S型活细菌C.艾弗里的实验在自变量控制中采用了减法原理D.将细胞提取物用DNA酶处理后再进行转化实验,结果出现了S型活细菌答案:D解析:DNA酶能催化提取物中DNA的水解,所以将细胞提取物用DNA酶处理后再进行转化实验,结果是不会出现S型活细菌,D项错误。
考向3 以肺炎链球菌转化实验为载体,考查解决问题能力3.(2020山东高考)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长,发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时,均不会产生菌落。某同学实验过程中发现,将M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后出现许多由单个细菌形成的菌落,将这些菌落分别接种到基本培养基上,培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析,不合理的是(　　)A.操作过程中出现杂菌污染B.M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C.混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质D.混合培养过程中,菌株中已突变的基因再次发生突变
答案:B解析:若操作过程中出现杂菌污染,则基本培养基上会有杂菌生长,从而出现菌落,A项正确;若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸,则M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后不会再有菌落出现,B项错误;若混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变,都会造成遗传物质改变,则混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上培养后会有菌落出现,将这些菌落再分别接种到基本培养基上培养后,也会有菌落出现,C、D两项正确。
噬菌体侵染细菌实验中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
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
考向1 考查噬菌体侵染细菌的实验过程1.(2022大同期末)如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,相关叙述错误的是(　　)
A.锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌,其中应不含32PB.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离C.若实验操作正确,放射性主要集中在上清液中D.仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质,还需一组用35S标记噬菌体的实验
答案:C解析:32P标记的是噬菌体的DNA,DNA进入大肠杆菌并随大肠杆菌沉淀,故放射性主要集中在沉淀物中,C项错误。
考向2 围绕同位素标记问题分析,考查实验探究能力2.(2022菏泽期末)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下4个实验:①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,③用32P标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,④用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,适宜时间后搅拌和离心。理论上4个实验检测到标记同位素的主要部位是(　　)A.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物B.上清液和沉淀物、上清液、沉淀物、上清液C.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物、上清液D.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、上清液答案:C
解析:①15N标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳,而用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌时,蛋白质外壳离心到上清液中,噬菌体的DNA和细菌离心到沉淀物中,因此15N存在的主要部位是沉淀物和上清液;②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,离心后细菌分布在沉淀物中,所以离心后主要在沉淀物中检测到标记同位素;③用32P标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,噬菌体DNA和细菌均离心到沉淀物中,在沉淀物中检测到标记同位素;④用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,蛋白质外壳没有进入细菌,所以离心后主要在上清液中检测到标记同位素。
规律方法“二看法”判断子代噬菌体标记情况
考向3 借助噬菌体侵染细菌实验拓展分析,考查创新应用能力3.研究发现,细菌被T4噬菌体(DNA病毒)侵染后,自身蛋白质合成停止,转而合成噬菌体的蛋白质,在此过程中细菌内合成了新的噬菌体RNA。为探究细菌核糖体是不是噬菌体蛋白质合成的场所,研究者进行了如图所示的实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A.上述实验运用了微生物培养技术和密度梯度离心技术B.被T4噬菌体侵染后,细菌体内没有合成新的核糖体C.离心结果表明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体结合D.细菌为子代噬菌体的形成提供了模板、原料、酶、能量等答案:D解析:细菌为子代噬菌体的形成提供了原料、酶、能量等,模板是由噬菌体提供的,D项错误。
考向1 考查RNA是遗传物质的实验探究1.(2022重庆模拟)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是(　　)
A.本实验运用了对照原则,无空白对照组B.实验过程中重组病毒的后代是HRVC.该实验只能说明RNA是HRV的遗传物质D.若运用放射性同位素标记法,不能选择15N标记答案:A解析:a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片,属于空白对照组,A项错误。
考向2 考查生物体内的遗传物质2.关于生物的遗传物质有两种说法:①DNA和RNA均可作遗传物质;②DNA是主要遗传物质。下列对①②的相关分析,正确的是(　　)A.就真核细胞而言,①②的叙述均正确B.综合格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出结论②C.DNA和RNA均可储存遗传信息可作为①的条件,但不能作为②的条件D.②正确,因为DNA可自我复制但RNA不能,且绝大多数生物的遗传物质是DNA答案:C
解析:真核细胞的遗传物质为DNA,而不能说DNA是主要遗传物质,A项错误;格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出“DNA是遗传物质”的结论,不能得出“DNA是主要遗传物质”的结论,B项错误;DNA和RNA均可储存遗传信息是其作为遗传物质的条件,但不能作为DNA是主要遗传物质的条件,C项正确;绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA和RNA均可自我复制,D项错误。
3 练高考·衍生训练
角度1 考查肺炎链球菌的转化1.(2020浙江选考)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述,正确的是(　　)A.活体转化实验中,R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传B.活体转化实验中,S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定遗传D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型细菌答案:D
解析:活体转化实验中,R型细菌转化成S型细菌的实质是发生了基因重组,属于可遗传变异,所以S型细菌能稳定遗传,A项错误;活体转化实验中,S型细菌的荚膜物质不能使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌,B项错误;离体转化实验中,蛋白质不能使部分R型细菌转化成S型细菌,只有DNA能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定遗传,C项错误;离体转化实验中,经DNA酶处理的S型细菌提取物中不含完整的DNA,所以不能使R型细菌转化成S型细菌,D项正确。
角度2 考查噬菌体侵染细菌实验2.(2022湖南高考)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的过程中,会有新的噬菌体DNA合成,A项正确;噬菌体是由蛋白质外壳以及DNA组成的,T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,会有新的噬菌体蛋白质外壳合成,B项正确;T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌,在大肠杆菌提供的RNA聚合酶作用下转录出RNA,C项错误;噬菌体利用大肠杆菌的核糖体进行蛋白质的合成,所以合成的噬菌体RNA会与大肠杆菌的核糖体结合,D项正确。
3.(2022浙江选考)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:若用同时含有32P与35S的噬菌体侵染大肠杆菌,那么无论是上清液还是沉淀物中都有放射性,将无法得出结论,A项错误;搅拌的目的是将吸附在大肠杆菌上的噬菌体与被侵染的大肠杆菌分开,B项错误;离心是为了让大肠杆菌沉到底部,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。
角度衍生(1)[2021浙江选考]T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质。(　×　)(2)[2020全国高考Ⅱ卷]新冠病毒与肺炎链球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。(　×　)
4 研情境·素养突破
探究遗传物质的思路与方法典例突破根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案:(1)思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,则为RNA病毒;反之为DNA病毒。
方法技巧1.探究思路(1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。(2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。
突破训练1.(2022湖南模拟)科学家在用噬菌体侵染细菌实验中发现,在培养基中添加14C标记的尿嘧啶(14C-U),培养一段时间后,裂解细菌离心并分离出RNA和核糖体,分离出的RNA含有14C标记(14C-RNA)。把分离得到的14C-RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA杂交,发现其可与噬菌体的DNA结合形成DNA—RNA双链杂交分子,而不能与细菌的DNA结合。下列说法正确的是(　　)A.培养基中的14C-U可以标记新合成的RNAB.该14C-RNA是以细菌DNA为模板合成的C.该14C-RNA能作为细菌蛋白质合成的模板D.该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质
答案:A解析:尿嘧啶(U)是组成RNA的特有碱基,培养基中的14C-U可以标记新合成的RNA,A项正确;该14C-RNA可与噬菌体的DNA结合形成DNA—RNA双链杂交分子,不能与细菌的DNA结合,说明该14C-RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的,B项错误;该14C-RNA不能与细菌的DNA结合,说明该14C-RNA不是以细菌DNA为模板合成的,故不能作为细菌蛋白质合成的模板,C项错误;该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质,D项错误。
2.某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。请思考并回答下列相关问题。(1)据研究人员介绍,该病毒的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测,该病毒的遗传物质是　　　　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究,分析其五碳糖或碱基种类均可作出判断,如果　　　　　　　　　　,则为DNA;如果　　　　　　　　　　　　,则为RNA。 (3)也可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类,将宿主细胞置于含有放射性标记核苷酸的培养基中培养,再用病毒感染该宿主细胞,一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记?　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　。