2020版高考生物总复习 第17讲 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版

第六单元遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质【考纲解读】最新考纲细解考点核心素养人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)1.说明格里菲思实验的过程和结论2.说明艾弗里实验的设计思路、实验过程和结论3.说明噬菌体侵染细菌实验的设计思路、实验过程和结论4.比较细胞生物和病毒的遗传物质1.生命观念——结构与功能观:认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征2.科学思维——分析与综合:总结细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程3.科学探究——实验设计与结果分析:分析人类在对遗传物质探究的实验设计思路考点一肺炎双球菌转化实验研析教材内化基本概念1.肺炎双球菌类型的比较S型肺炎双球菌R型肺炎双球菌菌落..菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性..表面光滑表面粗糙有毒无毒2.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验S型活细菌不死亡S型活细菌和R型活细菌(1)实验①、②对比说明。(2)实验②、③对比说明。(3)实验②、③、④对比说明。R型细菌无毒性,S型细菌有毒性被加热杀死的S型细菌无毒性R型细菌转化成了S型细菌(4)结论:.。3.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验已经加热杀死的S型细菌中,含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”R型、S型R型DNA(1)实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。(2)实验③、④说明有转化作用,没有转化作用。DNADNA的水解产物思考探究培养科学思维1.结合格里菲思的体内转化实验,思考回答下列问题:(1)在体内转化实验中,如果没有实验③,能否得出格里菲思的结论?为什么?提示:不能。因为无对照实验,不能说明实验④中的S型活菌是由R型活菌转化而来。(2)如果由你设计完成体内转化实验,应该注意哪些无关变量对实验的影响?提示:四组实验应选用年龄、体型相同且健康的小鼠;所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同等。2.结合艾弗里的体外转化实验,思考回答问题:(1)肺炎双球菌体外转化实验的思路是什么?提示:直接分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,单独研究它们各自的作用。(2)设置“S型细菌的DNA加DNA酶”的实验组的目的是什么?提示:起对照作用。用DNA酶水解S型细菌的DNA,结果不能发生转化,说明起转化作用的是DNA。3.比较体内转化实验和体外转化实验的区别与联系体内转化实验体外转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型细菌与S型细菌的对照的作用进行对照结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落类型实验结论S型细菌体内有“”S型细菌的DNA是“转化因子”,即遗传物质,蛋白质等不是遗传物质联系(1)所用材料相同:都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌;(2)体内转化实验是体外转化实验的基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验是体内转化实验的延伸,进一步证明了“转化因子”是DNA;(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则毒性S型细菌各组成成分转化因子【深度思考】细菌发生转化的实质是什么?提示:转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组,使受体细胞获得了新的遗传信息。因此,转化作用可以看成广义上的基因重组。剖析题型提升核心素养题型一考查肺炎双球菌转化实验1.用R型和S型肺炎双球菌进行实验,其过程和结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是()A.该实验说明R型菌是无毒的B.该实验说明R型菌在一定条件下可转化为S型菌C.加热杀死的S型菌无致死性是因为其蛋白质已变性失活D.在一定条件下R型菌实现转化是因为其发生了基因突变D解析:将R型肺炎双球菌注射到小鼠体内,小鼠存活,表明R型菌是无毒的;将加热杀死的S型菌和活的R型菌注射到小鼠体内,可从小鼠体内提取出活的S型菌,表明R型菌可以在一定的条件下转化为S型菌;将有毒的S型菌加热,会使其蛋白质变性,从而使其失去致死性;在一定的条件下R型菌实现转化是S型菌与R型菌的遗传物质发生基因重组所致。2.(2019·山西太原月考)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如表所示。由表可知()C实验组号接种菌型加入S型细菌的物质培养皿长菌情况①R型蛋白质R型②R型荚膜多糖R型③R型DNAR型、S型④R型DNA(经DNA酶处理)R型A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子D.①～④说明DNA是主要的遗传物质解析:第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关;第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关;第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌;①～④只能说明DNA是遗传物质,而不能说明DNA是主要的遗传物质。题型二细菌转化实验的拓展考查3.(2018·四川成都二模)肺炎双球菌转化实验中,S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌,以下相关叙述正确的是()A.R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例会改变B.整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物都是荚膜多糖C.进入R型菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点D.S型菌转录的mRNA上,可由多个核糖体共同合成一条肽链C解析:R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构,其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则,因此R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例不会改变,依然是占50%;整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物不都是荚膜多糖;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此进入R型菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点;S型菌转录的mRNA上,可由多个核糖体同时合成多条相同的肽链,而不是一条。考点二噬菌体侵染细菌实验1.T2噬菌体结构研析教材内化基本概念蛋白质DNA大肠杆菌2.实验过程及结果蛋白质外壳含35SDNA含32P未标记大肠杆菌高低低高没有存在3.实验结论:是遗传物质。【深挖教材】(1)为什么选择噬菌体为实验材料?DNA提示:噬菌体结构简单,只由DNA和蛋白质组成。(2)为什么不能用含35S和32P的培养基直接培养噬菌体?提示:噬菌体是病毒,只能寄生在活细胞内,不能利用培养基直接培养。(3)为什么不用35S和32P标记同一噬菌体?提示: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,同时标记会相互混淆。思考探究培养科学思维1.分析噬菌体增殖需要的条件(1)场所:。大肠杆菌(2)蛋白质的合成::原料所场大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体(3)DNA的合成::原料模板大肠杆菌的四种脱氧核苷酸噬菌体的DNA2.分析噬菌体侵染细菌实验(1)为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,而不用14C和18O进行标记?提示:(1)S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记,由于蛋白质和DNA都含有C和O,因此无法确认被标记的是何种物质。(2)搅拌、离心的目的在于。某科研小组搅拌离心后的实验数据如图所示,则:①图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是。②细胞外的32P含量约有30%,原因是。提示:(2)把蛋白质外壳和细菌分开,再分别检测其放射性①作为对照组,以证明细菌未裂解②有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实验中含有少量放射性的原因是什么?(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,若上清液中出现了较高的放射性,可能的原因是什么?提示:(3)搅拌、离心后,仍有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性。(4)①保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。②保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高。3.填表比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将和分开,单独研究它们各自不同的功能处理方法放射性同位素标记法:分别标记和的特殊元素直接分离法:分离S型细菌的,分别与R型细菌混合培养检测结果的方式检测。观察.结论DNA是遗传物质DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质DNA其他物质DNA蛋白质多种组成物质放射性位置菌落的类型剖析题型提升核心素养题型一考查噬菌体及侵染实验1.(2017·全国Ⅱ卷)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是()A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同C解析:T2噬菌体营专性寄生生活,只能侵染大肠杆菌,在大肠杆菌中复制和增殖,不能侵染肺炎双球菌;T2噬菌体的生命活动离不开细胞,病毒自身并不能单独合成mRNA和蛋白质;用含32P的培养基培养大肠杆菌即标记大肠杆菌,再让T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌,32P可出现在T2噬菌体的核酸中;人类免疫缺陷病毒的核酸是RNA,而T2噬菌体的核酸是DNA,两者核酸类型不同。2.(2018·山东淄博二模)有a、b两类噬菌体,它们均已被32P或35S中的一种标记过。将a、b噬菌体分别侵染甲、乙两管大肠杆菌,经保温、搅拌和离心后,检测离心管内放射性物质的位置,结果如图。下列叙述正确的是()A.实验结果表明a的蛋白质外壳和b的DNA均有放射性B.可以确定甲管的放射性来自32P,乙管的放射性来自35SC.检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内D.伴随着噬菌体DNA的复制,乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强A解析:将a、b噬菌体分别侵染甲、乙两管大肠杆菌,经保温、搅拌和离心后,检测离心管内放射性物质的位置分别出现在上清液和沉淀物中,说明a类噬菌体被标记的是蛋白质外壳,b类噬菌体被标记的是DNA分子。题型二噬菌体侵染细菌实验的拓展考查3.(2018·广东佛山月考)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“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”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是()A.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌B.R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌C.R型菌+S型菌DNA→预期出现S型菌D.R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌A解析:R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌,该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,而且抗青霉素的特性不是荚膜产生的,因此该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。4.(2017·全国Ⅰ卷)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)解析:(1)DNA与RNA在碱基组成上存在不同,DNA特有的碱基为胸腺嘧啶、RNA特有的碱基为尿嘧啶,题干中提示宿主细胞内碱基之间不能相互转换,由此可确定应分别用放射性标记的胸腺嘧啶、尿嘧啶来区分新病毒的核酸类型。由于病毒只能寄生在宿主细胞内,故应分别用含放射性标记的胸腺嘧啶、尿嘧啶的培养基培养宿主细胞,然后接种新病毒,一段时间检测子代病毒的放射性。(2)若用放射性标记尿嘧啶培养过的宿主细胞,在接种新病毒后产生的子代病毒含有放射性,而用放射性标记胸腺嘧啶培养过的宿主细胞,在接种病毒后产生的子代病毒不