3.1 DNA是主要的遗传物质人教版（2019）必修2 课堂同步复习课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
高中生物人教版
同步复习
第三章第一节 DNA是主要的遗传物质
01
知识小结
02
知识剖析
知识点一对遗传物质的早期推测
1.两种肺炎链球菌的比较
2.肺炎链球菌的体内转化实验(格里菲思)
(1)实验材料：S型细菌和R型细菌、小鼠。
知识点二肺炎链球菌的转化实验
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体 有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有无毒性 有 无
(2)实验原理：S型细菌有致病性，可使小鼠患肺炎，并发败血症死亡；R型细菌无致病性，不会使小鼠患病。
(3)实验过程、结果及分析
知识点二肺炎链球菌的转化实验
(4)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——转化因子。
知识点二肺炎链球菌的转化实验
3.肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里和他的同事)
(1)设计思路：设法将DNA和蛋白质等分开，单独观察它们各自的作用。
(2)实验过程及结果(如图所示)
知识点二肺炎链球菌的转化实验
(3)实验分析及结论
分析：去除蛋白质、RNA、脂质后，细胞提取物仍然具有转化活性；去除DNA后细胞提取物失去转化活性
推测：转化因子很可能就是DNA
结论(进一步分析)：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
知识点二肺炎链球菌的转化实验
1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA,如图所示。
(2)T2噬菌体增殖的特点
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。
知识点三噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
2.实验方法：同位素标记法。
3.设计思路
T2噬菌体的化学组成中，S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素，用不同的放射性同位素 P和 S分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用。
知识点三噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
4.实验过程、结果、分析及结论
知识点三噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
项目 实验组别 一 二
实验过程 ①标记大肠杆菌 含 S标记的培养基+未被标记的大肠杆菌→含 S标记的大肠杆菌 含 P标记的培养基+未被标记的大肠杆菌→含 P标记的大肠杆菌
②标记T2噬菌体 未被标记的T2噬菌体→侵染含 S标记的大肠杆菌→含 S标记的T2噬菌体 未被标记的T2噬菌体→侵染含 P标记的大肠杆菌→含 P标记的T2噬菌体
③T2噬菌体侵染大肠杆菌 含3 S标记的T2噬菌体+未被标记的大肠杆菌→混合培养(搅拌后离心) 含 P标记的T2噬菌体+未被标记的大肠杆菌→混合培养(搅拌后离心)
实验结果 上清液的放射性很高，沉淀物的放射性很低 上清液的放射性很低，沉淀物的放射性很高
实验分析 T2噬菌体侵染大肠杆菌时，含 P标记的DNA进入大肠杆菌体内，而含3 S标记的蛋白质外壳并未进入大肠杆菌体内 结论 直接证明：DNA是T2噬菌体的遗传物质。 间接证明：①DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的代谢和性状 1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒、烟草。
烟草花叶病毒(简称TMV)是一种RNA病毒，它由一个圆筒状的蛋白质外壳和内部的RNA分子组成，不含DNA。
知识点四dna是主要的遗传物质
(2)实验过程及结论
2.不同生物的遗传物质
知识点四dna是主要的遗传物质
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞生物 真核生物 DNA和RNA DNA 动物、植物、真菌
原核生物 细菌
非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA DNA T2噬菌体、乙肝病毒
RNA病毒 仅有RNA RNA 烟草花叶病毒、HIV
3.DNA是主要的遗传物质
“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的结论，而不是由肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验这两个实验得出的。对于整个生物界而言，生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
知识点四dna是主要的遗传物质
在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示。
知识点五对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
1.R型活细菌数量的变化
(1)ab段：小鼠体内还没形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多。
(2)bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少。
(3)cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
知识点五对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
2.S型活细菌数量的变化
少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA,并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数量增多。
知识点五对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
1.肺炎链球菌体内转化实验与体外转化实验的比较
知识点六遗传物质探究实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
实验者 格里菲思 艾弗里和他的同事
实验指标 观察小鼠的存活情况 观察培养基中的菌落种类
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各成分作用的相互对照
实验结果 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌
实验结论 加热致死的S型细菌体内有转化因子 S型细菌的DNA是遗传物质
两个实验的联系 ①都遵循实验设计的对照原则、单一变量原则；②所用材料相同，都是肺炎链球菌(R型和S型);③体内转化实验是基础，仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA 2.肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
知识点六遗传物质探究实验的比较
项目 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
相同点 实验原则 都遵循了对照原则 实验结论 都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质 实验思路 设法使DNA和蛋白质分开，单独观察它们各自的作用 不同点 方法 酶解法：对S型细菌的细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后，与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别用放射性同位素 P和 S对T2噬菌体的DNA和蛋白质进行标记
结果检测 观察培养基中的菌落种类 检测上清液和沉淀物的放射性
03
综合训练
1.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是（　　）
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
C．噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌体外转化实验更具说服力
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
考点01人类对遗传物质的探究历程
【答案】C
【解答】解：A、孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A错误；
B、沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，B错误；
C、噬菌体侵染细菌时，DNA和蛋白质彻底分开，因此该实验比肺炎链球菌体外转化实验更具说服力，C正确；
D、烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错误。
故选：C。
考点01人类对遗传物质的探究历程
2.生物学能有今天如此辉煌的成就，离不开众多科学家倾其一生孜孜不倦的研究，下面提及的科学家实验中有精心设置对照实验的是（　　）
①达尔文提出了以自然选择学说为中心的生物进化理论
②鲁宾和卡门证明了光合作用释放的氧全部来自水
③赫尔希和蔡斯证明了在噬菌体中DNA是遗传物质
④艾弗里证明了促使R型菌转化成S型菌的物质是DNA
⑤沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型
⑥萨克斯证明了光合作用可以产生淀粉
A．②③④ B．②③④⑥ C．②③④⑤ D．①③④⑥
考点01人类对遗传物质的探究历程
【答案】B
【解答】解：①达尔文提出自然选择学说为中心的进化理论是在大量观察的基础上提出的，没有对照实验，①错误；
②鲁宾和卡门运用同位素标记法标记了水中的氧和二氧化碳中的氧，证明了光合作用释放的氧全部来自水，②正确；
③赫尔希和蔡斯运用同位素标记法标记了DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，③正确；
④艾弗里的体外转化实验中用酶去掉物质，证明了转化因子是DNA，④正确；
⑤沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋模型是在很多相关知识背景下提出的，没有对照，⑤错误；
⑥萨克斯证明光合作用产生淀粉实验中一半遮光一半光照，有对照实验，⑥正确。
综合上述分析，实验中设置对照实验的是②③④⑥，B符合题意。
故选：B。
考点01人类对遗传物质的探究历程
3.如图为肺炎链球菌的三组转化实验，相关叙述不正确的是（　　）
A．甲组实验出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B．乙组实验既有R型细菌，又有S型细菌，说明蛋白质不是遗传物质
C．丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA，蛋白质不是遗传物质
D．乙、丙两组分别加入蛋白酶和DNA酶应用了减法原理
考点02肺炎链球菌转化实验
【答案】C
【解答】解：A、甲组实验中，高温会使蛋白质失活，会出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质，该物质不是蛋白质，A正确；
B、乙组实验中，加入蛋白酶，会使蛋白质失去活性，出现S型细菌的菌落，说明蛋白质不是遗传物质，B正确；
C、丙组实验中，加入DNA酶，会使DNA失去活性，则不会出现S型细菌的菌落，说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA，不能证明蛋白质不是遗传物质，C错误；
D、乙、丙两组分别加入蛋白酶和DNA酶应用了减法原理，D正确。
故选：C。
考点02肺炎链球菌转化实验
4.(多选）在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，合理的是（　　）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
考点02肺炎链球菌转化实验
【答案】ABC
【解答】解：格里菲思实验中，加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后，R型菌转化为S型菌，说明S型菌含有能诱导转化的物质。
A．S型菌具有多糖类荚膜结构，R型菌无荚膜；S型菌可引发小鼠败血症，R型菌则无毒性。结合实验现象，S型菌的毒性可能与荚膜多糖相关，A正确；
B．实验中加热使S型菌蛋白质变性失活，但未破坏其DNA活性。混合后R型菌转化为S型菌，推测S型菌DNA可进入R型菌并指导蛋白质合成，B正确；
C．加热使蛋白质功能丧失，但DNA仍可能保持活性。实验结果表明加热处理未破坏S型菌DNA功能，C正确；
D．DNA酶可降解DNA。若将S型菌DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，转化因子被破坏，无法实现转化，D错误。
故选：ABC。
考点02肺炎链球菌转化实验
5.赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验，其中一组如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A．过程①保温时间的长短不会对实验结果产生影响
B．T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体的蛋白质与DNA分离
C．过程③中分离出的子代噬菌体，大部分含31P，少部分含32P
D．该组实验不能根据放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质
考点03 噬菌体侵染细菌实验
【答案】D
【解答】解：A、保温的目的是让噬菌体侵染细菌，过程①保温时间过短会导致部分噬菌体未侵染细菌，过长则会导致细菌裂解，均会对实验结果产生影响，A错误；
B、T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体（蛋白质外壳）与细菌分离，B错误；
C、由于DNA进行半保留复制，过程③中分离出的子代噬菌体，全部含31P，少部分含32P和31P，C错误；
D、该组实验不能根据沉淀物放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质，还需观察子代噬菌体是否有放射性，D正确。
故选：D。
考点03 噬菌体侵染细菌实验
6.被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　）
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
考点03 噬菌体侵染细菌实验
【答案】C
【解答】解：A、噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确；
B、根据题意，蛋白Neo是细菌合成的含多个串联重复肽段的蛋白质，所以是在细菌的核糖体中合成的，B正确；
C、转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程，故串联重复的双链DNA指导蛋白Neo合成时的转录过程是以其一条链为模板的，C错误；
D、根据题意，含多个串联重复肽段的蛋白Neo是由串联重复DNA指导合成的，则串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，否则会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。
故选：C。
考点03 噬菌体侵染细菌实验
7.下列关于遗传物质的叙述，错误的是（　　）
A．核酸是生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
B．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架
C．T2噬菌体侵染大肠杆菌后，利用自身携带的酶催化DNA的复制
D．利用DNA指纹技术可识别身份的依据是个体的DNA具有特异性
考点04 dna是主要遗传物质
【答案】C
【解答】解：A、细胞生物的遗传物质是DNA，DNA病毒的遗传物质也是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，因此核酸是所有生物的遗传物质。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，A正确；
B、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，B正确；
C、T2噬菌体侵染大肠杆菌时，仅将DNA注入宿主细胞，其DNA复制所需的酶由大肠杆菌提供，C错误；
D、DNA指纹技术的原理是不同个体的DNA中碱基排列顺序（尤其是非编码区的短串联重复序列）具有特异性，D正确。
故选：C。
考点04 dna是主要遗传物质
8.科学发现的过程往往充满了曲折与创新。格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家围绕“遗传物质是什么”这一问题进行了不懈探索。请回答下列与遗传物质探索历程相关的问题：
（1）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验表明：加热杀死的S型细菌中含有某种“　　 ”，能使R型活细菌转化为S型活细菌。
（2）艾弗里及其同事在格里菲思实验的基础上，通过 （填方法）将S型细菌的各种成分分离开，然后分别与R型活细菌混合培养，证明了 是转化因子。
（3）赫尔希和蔡斯利用 技术，分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白质和DNA．他们发现，侵染过程中进入细菌体内的是 ，从而更有力地证明了DNA是遗传物质。
（4）后来，科学家又发现有些病毒的遗传物质是RNA，这说明了　 。
考点04 dna是主要遗传物质
【答案】（1）转化因子
（2）物质的分离和提纯 DNA
（3）放射性同位素标记技术 DNA
（4）生物的遗传物质不都是DNA（或遗传物质主要是DNA，少数生物的遗传物质是RNA）
【解答】解：（1）格里菲思的体内转化实验表明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，能使R型活细菌转化为S型活细菌。
（2）艾弗里及其同事通过物质的分离和提纯（将S型细菌的 DNA、蛋白质、多糖等成分分开），然后分别与R型活细菌混合培养，证明了DNA是转化因子（只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌）。
（3）赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术（用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的 DNA）；通过实验发现，侵染过程中进入细菌体内的是DNA，从而更有力地证明了DNA是遗传物质。
（4）有些病毒的遗传物质是 RNA，这说明生物的遗传物质不都是DNA（或遗传物质主要是DNA，少数生物的遗传物质是RNA）。
考点04 dna是主要遗传物质