人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，转化因子，答案DNA酶，DNA，自变量，放射性同位素标记法，宿主细胞内，未进入，宿主细胞，RNA等内容，欢迎下载使用。

①理解肺炎链球菌转化实验的设计及其结果分析。②理解噬菌体侵染细菌实验的设计及其结果分析。③了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。④掌握DNA分子结构及其特点。⑤掌握DNA的复制过程。⑥结合资料理解基因的概念。
3个重点：①证明DNA是遗传物质的两个经典实验；②结合图解理解DNA分子的结构及其特点；③结合教材图解掌握DNA复制的相关知识。
2个难点：①噬菌体侵染细菌实验的分析；②有关DNA分子的结构和复制的相关碱基数量计算。3个考点：①证明DNA是遗传物质的实验证据；②DNA分子的结构及相关碱基数量计算；③DNA的复制及相关碱基数量的计算。
1　DNA是主要的遗传物质
　　　　　对遗传物质的早期推测【答案】蛋白质　DNA
　　　　　肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌的类型
2．肺炎链球菌转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验。
结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——_____________。
【答案】死亡　不死亡　死亡　
(2)艾弗里的体外转化实验。
结论：S型细菌的_________是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。推论：DNA是遗传物质。
3．科学方法在对照实验中，控制________可以采用“加法原理”或“减法原理”。(1)加法原理：与常态比较，人为________某种影响因素的称为“加法原理”。如比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。(2)减法原理：与常态比较，人为________某种影响因素的称为“减法原理”。如艾弗里的肺炎链球菌转化实验，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而推断出DNA是遗传物质。
格里菲思和艾弗里的转化实验是否都能证明DNA是遗传物质？__________________________________________________。提示：不能。格里菲思的实验只能证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子，并不能证明DNA是遗传物质。
　　　　　判断下列叙述的正误。(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④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)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。(　　)(6)艾弗里的体外转化实验证明了转化因子是DNA而不是蛋白质。(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
　　　　　噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体的结构与代谢【答案】蛋白质　DNA　寄生2．实验方法：____________________。
3．实验过程(1)标记噬菌体(准备实验材料)。
(2)图解噬菌体侵染细菌过程。
4．侵染实验结果及分析
由上表分析可知：噬菌体的_________是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“________是遗传物质”(结论)。
在噬菌体侵染细菌的实验中，能否用18O或14C标记噬菌体？_________________________________________________。提示：不能
　　　　　判断下列叙述的正误。(1)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。(　　)(2)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。(　　)(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。(　　)
(4)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。(　　)(5)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。(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
　　　　　DNA是主要的遗传物质1．RNA是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成。
(2)侵染实验。①过程：②结论：只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是___________。
2．DNA是主要的遗传物质(1)生物体内核酸种类及遗传物质。
(2)因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是________的遗传物质。
DNA　DNA　DNA　
细胞中的遗传物质是什么？病毒的遗传物质又是什么？_________________________________________________。提示：细胞中的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA
　　　　　判断下列叙述的正误。(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。(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
1．肺炎链球菌两个转化实验的比较
2．对S型细菌和R型细菌转化的理解(1)转化原理：加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
1．肺炎链球菌体外转化实验中，设置“S型细菌的细胞提取物中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示：起对照作用。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。
2．艾弗里体外转化实验中所做的第二至第五组实验，巧妙地利用了自变量控制中的什么原理？提示：减法原理。3．艾弗里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？提示：遗传物质来自S型细菌的DNA，原料和能量均来自R型细菌。
1．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述中，错误的是(　　)A．格里菲思和艾弗里所做的分别是体内转化实验和体外转化实验B．格里菲思的实验只能证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的因子C．艾弗里的实验发现S型细菌的DNA或蛋白质与R型细菌混合培养，均能使细菌发生转化D．“细胞提取物＋DNA酶”的一组能证明DNA的水解产物不是遗传物质
【答案】C【解析】格里菲思和艾弗里分别做了体内转化实验和体外转化实验，其中体内转化实验并不能证明DNA是遗传物质，只能证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的因子，A、B正确。只有S型细菌的DNA才是“转化因子”，蛋白质不能让R型细菌发生转化，C错误。细胞提取物中的DNA被DNA酶催化水解，且该组细菌没有发生转化，所以“细胞提取物＋DNA酶”的一组能证明DNA的水解产物不是遗传物质，D正确。
2．(2022·浙江学考改编)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。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，经过DNA酶处理后，DNA能够进入R型细菌细胞，指导蛋白质的合成D．步骤⑤中，通过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，DNA已被DNA酶水解，不能进入R型细菌细胞，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，通过观察菌落或鉴定细胞形态可判断是否出现S型细菌，D正确。
【归纳拓展】　格里菲思实验(实验一)与艾弗里实验(实验二)的3个“不同”
1．噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题(1)病毒营寄生生活，T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其他细菌。(2)标记噬菌体时应先标记大肠杆菌，用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。
2．噬菌体侵染细菌实验和艾弗里实验的比较
3．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”和“离心搅拌”(1)保温时间要合适——保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或细菌裂解将子代噬菌体释放出来。(2)“离心搅拌”要充分——如果离心搅拌不充分，35S组的部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，从而造成沉淀物中放射性偏高。
1．搅拌和离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让重量较轻的T2噬菌体外壳进入上清液，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
2．实验结果分析(1)两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性分布“有、无”还是“高、低”？(2)如果用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组搅拌不充分，实验结果会有怎样的异常现象？(3)在32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，保温时间过长或过短，会出现怎样的异常现象？其原因分别是什么？
提示：(1)高、低。(2)沉淀物中的放射性会升高，上清液中的放射性会降低。(3)保温时间过长或保温时间过短，都会导致上清液中的放射性升高，沉淀物中放射性降低。保温时间过长，侵染大肠杆菌的噬菌体增殖使大肠杆菌细胞裂解，释放出的噬菌体经离心后分布于上清液中；保温时间过短，一些被标记的噬菌体未侵入大肠杆菌，经离心后也分布于上清液中。
1．(2023·浙江台州期中)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，下图表示部分实验过程。下列相关叙述正确的是(　　)
 A．实验前需将噬菌体置于含32P的培养液中进行培养B．使用搅拌器可将噬菌体的DNA和蛋白质分离开来C．该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记D．放射性主要出现在沉淀物中，该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNA【答案】C
【解析】T2噬菌体属于细菌病毒，没有细胞结构，不能独立进行生命活动，必须寄生于细菌中才能代谢和繁殖，不能用普通培养基培养，A错误；搅拌的作用是将吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分开，B错误；一个DNA分子两条链被32P标记后，经n次复制产生的2n个DNA分子，有两个DNA的一条链被32P标记，C正确；32P标记的是噬菌体的DNA，放射性主要出现在沉淀物中，但该实验没有对照，不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，需要再用35S标记的噬菌体做对照，D错误。
2．(2022·江苏学考)下列关于赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染细菌的实验叙述，正确的是(　　)A．分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体进行侵染实验B．用32P标记T2噬菌体的蛋白质，用35S标记T2噬菌体的DNAC．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质【答案】A
【解析】在T2噬菌体侵染细菌的实验中，赫尔希和蔡斯分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体进行侵染实验，A正确；用32P标记T2噬菌体的DNA，用35S标记T2噬菌体的蛋白质，B错误；噬菌体只能寄生在细菌细胞内，不能直接用培养基培养，C错误；由于噬菌体的蛋白质外壳留在外面，DNA注入细菌内，根据放射性的分布证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
DNA是主要的遗传物质
1．某科研小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA，设置了甲、乙两组实验。其中甲组将该病毒的核酸提取物和DNA酶混合后注射到活细胞中。下列有关说法错误的是(　　)A．活细胞的作用是培养该病毒，为病毒的增殖提供原料等B．乙组需要将该病毒的核酸提取物和RNA酶混合后注射到活细胞中C．若遗传物质是RNA，则甲组活细胞中无病毒出现，乙组活细胞中有病毒出现D．该探究实验的理论依据是酶的专一性和生物的性状是由遗传物质控制的
【答案】C【解析】病毒需要在宿主细胞中进行增殖，实验中活细胞的作用是培养病毒，为病毒的增殖提供原料等，A正确；根据题意可知，甲组与乙组应该是分别用DNA酶和RNA酶与该病毒的核酸提取液混合，因此乙组中需要将该病毒的核酸提取物和RNA酶混合后注射到活细胞中，B正确；如果遗传物质是RNA，则甲组DNA酶处理后不会导致遗传物质的水解，因此活细胞中会出现病毒，乙组的遗传物质被RNA酶水解，不会出现病毒，C错误；该探究实验的理论依据是酶的专一性和生物的性状是由遗传物质控制的，D正确。
2．下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的是(　　)A．所有生物的遗传物质都是DNAB．真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNAC．动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNAD．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
【答案】D【解析】所有有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，但某些病毒的遗传物质是RNA，A错误；真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，B错误；除了少数病毒的遗传物质是RNA，其余生物的遗传物质均是DNA，C错误；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，D正确。
【方法技巧】　探究生物的遗传物质
易错易混1：噬菌体侵染细菌实验中的3个易误点(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)不能标记C、H、O、N元素，因为这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质区分开。(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一组噬菌体上，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。
易错易混2：肺炎链球菌转化实验中的4个易错分析(1)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡，而是具有毒性的S型细菌使小鼠死亡。(2)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。
(3)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，氢键打开，双螺旋解开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(4)转化的实质是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，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
例　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标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
【答案】C【解析】噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太长，则可能有含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中也能检测到放射性；用35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，离心后存在于沉淀物中；本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
1．用噬菌体去感染含32P的细菌，在细菌解体后，含32P的是子代噬菌体的(　　)A．DNAB．蛋白质外壳C．所有部分D．尾部【答案】A【解析】由于DNA的元素组成为C、H、O、N、P，而蛋白质主要由C、H、O、N构成。因此用噬菌体去感染体内含32P的细菌时，噬菌体会利用细菌中的原料进行DNA分子的复制和蛋白质的合成，因此子代噬菌体中含有32P的是DNA。
2．(2023·重庆名校期中)下图表示赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤。下列有关叙述正确的是(　　)
A．培养瓶甲中的大肠杆菌可以换成肺炎链球菌B．用含35S的培养基直接培养T2噬菌体，就可获得蛋白质被35S标记的T2噬菌体C．用35S标记的噬菌体进行实验时，若②过程搅拌不充分，上清液中放射性会偏高D．用32P标记的噬菌体进行实验时，若①过程保温时间过短会导致上清液中放射性增强【答案】D
【解析】T2噬菌体只能感染大肠杆菌，不能感染肺炎链球菌，A错误；用含35S 的无机培养基培养大肠杆菌，从而间接培养T2噬菌体，B错误；用35S标记的噬菌体进行实验时， 若搅拌不充分，噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌表面，沉淀物中放射性会偏高，C错误；用32P标记的噬菌体进行实验时，保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布在上清液中，使得上清液中放射性增强，D正确。
3．肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入S型细菌的细胞提取物和蛋白酶、RNA酶、DNA酶、酯酶的混合物，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)
A．3和4B．1、3和4C．2、3和4D．1、2、3和4【答案】D
【解析】艾弗里的肺炎链球菌的转化实验证明， DNA是遗传物质。3号试管内因为没有S型细菌的DNA ，所以R型细菌不会发生转化，因此只有R型细菌；1、2、4三支试管因为有S型细菌的DNA ，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只有一部分，故试管内仍然有R型细菌存在，D正确。
4．(2023·浙江台州期中)下列关于“肺炎链球菌离体转化实验”的叙述，正确的是(　　)A．S型菌和R型菌性状的不同是基因选择性表达的结果B．S型菌的DNA使R型菌发生了稳定的可遗传变异C．发生转化的S型菌与原S型菌遗传信息完全相同D．DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质【答案】B
【解析】肺炎链球菌是单细胞原核生物，S型菌和R型菌性状的不同是遗传物质有差异而不是基因选择性表达的结果，A错误；S型菌的DNA使R型菌发生转化的机理是R型细菌吸收了加热致死的S型细菌的DNA，与自身DNA发生整合，产生了稳定的可遗传变异，B正确；混合培养后出现的S型菌是由R型菌吸收S型菌DNA转化而来的，故与原S型菌的遗传物质不完全相同，C错误；肺炎链球菌的核酸有DNA和RNA，但DNA是肺炎链球菌的遗传物质，D错误。
5．艾弗里在肺炎链球菌转化实验中，用加热致死的S型细菌制成提取液，将其加入到含有R型细菌的培养基中，再加入不同的酶，实验结果如下表。下列叙述正确的是(　　)
A．该实验应用“减法原理”控制自变量B．该实验属于对比实验，无空白对照组C．第2组实验证明了蛋白质是遗传物质D．第5组实验证明了DNA不是遗传物质