2020届高三生物总复习课件:第六单元 基因的本质和表达6-19.pdf
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1、 第第19讲 讲 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 考纲导航考纲导航 人类对遗传物质的探索过程人类对遗传物质的探索过程()。 考点一 肺炎双球菌的转化实验考点一 肺炎双球菌的转化实验 1肺炎双球菌类型的比较肺炎双球菌类型的比较 2.格里菲思的体内转化实验过程和结论格里菲思的体内转化实验过程和结论 (1)过程及结果:过程及结果: (2)结论:加热杀死的结论:加热杀死的S型细菌中含有型细菌中含有_,将,将R 型活细菌转化为型活细菌转化为_。 3艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验 (1)方法:方法: 直接分离直接分离S型细菌的型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它、荚膜多糖、蛋白质等,
2、将它 们分别与们分别与_混合培养,研究它们各自的遗传功能。混合培养,研究它们各自的遗传功能。 转化因子转化因子 S型活细菌型活细菌 R型细菌型细菌 (2)过程与结果:过程与结果: (3)结论:结论:_是是“转化因子转化因子”,是使,是使R型细菌产生稳型细菌产生稳 定遗传变化的物质。定遗传变化的物质。 【判断与思考判断与思考】 1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 (1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是是 遗传物质。遗传物质。() (2)在转化实验中大部分在转化实验中大部分R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌。型细菌。() (3)加热杀死后
3、的加热杀死后的S型细菌的型细菌的DNA已经全部断裂,失去活已经全部断裂,失去活 性。性。() DNA (4)在艾弗里的实验中,在艾弗里的实验中,DNA酶将酶将S型细菌的型细菌的DNA分解为脱分解为脱 氧核苷酸,因此不能使氧核苷酸,因此不能使R型细菌发生转化。型细菌发生转化。() (5)在转化过程中,加热杀死后的在转化过程中,加热杀死后的S型细菌的型细菌的DNA没有进入没有进入 R型活细菌的细胞中。型活细菌的细胞中。() 2根据题图,回答问题。根据题图,回答问题。 如图为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解,请分析:如图为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解,请分析: (1)在对在对R型细菌进行培养
4、之前,必须首先进行的工作是型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是 _。 (2)依据上述实验,可作出依据上述实验,可作出_ 的假设。的假设。 分离并提纯分离并提纯S型细菌的型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质、蛋白质、多糖等物质 DNA是遗传物质是遗传物质 1肺炎双球菌两个转化实验的比较肺炎双球菌两个转化实验的比较 2.S型细菌和型细菌和R型细菌转化的实质型细菌转化的实质 (1)加热杀死的加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加在加 热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结 构可恢复。构可恢复。 (2)
5、转化的实质是转化的实质是S型细菌的型细菌的DNA片段整合到了片段整合到了R型细菌型细菌 的的DNA中,即实现了基因重组。中,即实现了基因重组。 (3)一般情况下,转化率很低,形成的一般情况下,转化率很低,形成的S型细菌很少,转型细菌很少,转 化后形成的化后形成的S型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量的型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量的S 型细菌,说明型细菌,说明S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质。是遗传物质。 考法考法1 肺炎双球菌体内转化实验 肺炎双球菌体内转化实验 11928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做 了如下实验。了如下实验。
6、下列关于此实验的分析不正确的是下列关于此实验的分析不正确的是( ) A实验的关键现象是第实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离出组小鼠死亡并分离出S型活细型活细 菌菌 B分析第分析第4组实验时必须是以第组实验时必须是以第13组的实验为参照组的实验为参照 C本实验说明本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化型肺炎双球菌发生了某种类型的转化 D本实验结论为本实验结论为“DNA是使是使R型菌转化为型菌转化为S型菌的转型菌的转 化因子化因子” 【解析解析】 肺炎双球菌转化实验的关键实验是向小鼠注肺炎双球菌转化实验的关键实验是向小鼠注 射活的射活的R型菌与加热杀死的型菌与加热杀死的S型菌,小鼠死亡,且
7、从小鼠体型菌,小鼠死亡,且从小鼠体 内分离出了内分离出了S型活细菌;该实验表明了型活细菌;该实验表明了R型肺炎双球菌发生型肺炎双球菌发生 了某种类型的转化;实验中没有从了某种类型的转化;实验中没有从S型菌体内提取型菌体内提取DNA, 单独直接地观察单独直接地观察DNA的作用,故不能证明的作用,故不能证明DNA是使是使R型菌型菌 转化为转化为S型菌的转化因子。型菌的转化因子。 【答案答案】 D 2(2018福建省三明市第二中学高三第二学期阶福建省三明市第二中学高三第二学期阶 段考试段考试)在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的在肺炎双球菌的转化实验中,将加热杀死的S 型细菌与型细菌与R型细菌混合
8、后,注射到小鼠体内,小鼠死型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死 亡,则小鼠体内亡,则小鼠体内S型、型、R型细菌含量变化情况最可能型细菌含量变化情况最可能 是是( ) 【解析解析】 加热杀死的加热杀死的S型细菌与型细菌与R型细菌混合后,能使型细菌混合后,能使 R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌,由于型细菌,由于R型菌转化为型菌转化为S型细菌以及型细菌以及S 型细菌在小鼠体内的繁殖,小鼠体内的型细菌在小鼠体内的繁殖,小鼠体内的S型细菌会表现为型细菌会表现为 “S”型增长。型增长。R型细菌在小鼠体内由于开始时大部分被小鼠型细菌在小鼠体内由于开始时大部分被小鼠 免疫系统所消灭,导致免疫系统所消灭,导致
9、R型细菌减少,随着小鼠免疫系统型细菌减少,随着小鼠免疫系统 的破坏,的破坏,R型细菌也表现出型细菌也表现出“S”型增长。型增长。 【答案答案】 B 考法考法2 肺炎双球菌的体外转化实验 肺炎双球菌的体外转化实验 3(2018湖北省部分重点中学高三联考湖北省部分重点中学高三联考)艾弗里和同事用艾弗里和同事用R 型和型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( ) A.不能证明不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子型细菌的蛋白质不是转化因子 B说明说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性型细菌的荚膜多糖有酶活性 C和和说明说明S型细菌的型细菌的DNA是转化因子是
10、转化因子 D说明说明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 【解析解析】 由由、组相比较可知组相比较可知DNA是是S型细菌的转化型细菌的转化 因子,再通过因子,再通过组可进一步证明组可进一步证明DNA是是S型细菌的转化因子,蛋型细菌的转化因子,蛋 白质、多糖以及白质、多糖以及DNA水解产物都不是水解产物都不是S型细菌的转化因子;型细菌的转化因子;和和 形成对照,也能说明形成对照,也能说明DNA是是S型细菌的转化因子;型细菌的转化因子;说明说明 DNA是遗传物质,不能说明是遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质。在含有是主要的遗传物质。在含有R型型 细菌的培养基中加入细菌的培养基中加入S型细菌
11、的蛋白质,型细菌的蛋白质,R型细菌没有转化成型细菌没有转化成S型型 细菌,说明细菌,说明S型细菌的蛋白质不是转化因子,型细菌的蛋白质不是转化因子,A错误;表中实验错误;表中实验 结果不能说明结果不能说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性,型细菌的荚膜多糖有酶活性,B错误;错误;和和形形 成对照,说明成对照,说明DNA是是S型细菌的转化因子,型细菌的转化因子,C正确;正确;说明说明 DNA是遗传物质,但不能说明是遗传物质,但不能说明DNA是主要的遗传物质,是主要的遗传物质,D错误。错误。 【答案答案】 C 4在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是 DNA
12、的实验中,用的实验中,用DNA酶处理从酶处理从S型菌中提取的型菌中提取的DNA后与后与 R型活菌混合培养,结果发现培养基上仅有型活菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。型菌生长。 设置本实验步骤的目的是设置本实验步骤的目的是( ) A直接证明直接证明S型菌的型菌的DNA不是促进不是促进R型菌转化的因素型菌转化的因素 B补充补充R型菌生长所需要的营养物质型菌生长所需要的营养物质 C证明证明R型菌生长不需要型菌生长不需要DNA D与与“以以S型菌的型菌的DNA与与R型菌混合培养型菌混合培养”的实验形的实验形 成对照成对照 【解析解析】 “用用DNA酶处理从酶处理从S型菌中提取的型菌中提取的D
13、NA”的的 目的是与目的是与“以以S型菌的型菌的DNA与与R型菌混合培养型菌混合培养”的实验形的实验形 成对照,说明成对照,说明DNA的水解产物不是的水解产物不是“转化因子转化因子”,从而证,从而证 明了明了DNA是遗传物质,是遗传物质,D项正确。项正确。 【答案答案】 D 【易错警示易错警示】 肺炎双球菌的体内转化实验不能简单地肺炎双球菌的体内转化实验不能简单地 说成说成S型细菌的型细菌的DNA可使小鼠死亡。可使小鼠死亡。S型细菌与型细菌与R型细菌混型细菌混 合培养时,合培养时,S型细菌的型细菌的DNA进入进入R型细菌体内。结果在型细菌体内。结果在S型型 细菌细菌DNA的控制下,利用的控制下
14、,利用R型细菌体内的化学成分合成了型细菌体内的化学成分合成了 S型细菌的型细菌的DNA和蛋白质,从而组装成了具有毒性的和蛋白质,从而组装成了具有毒性的S型细型细 菌。菌。 考点二 噬菌体侵染细菌实验考点二 噬菌体侵染细菌实验 1实验方法实验方法 _法,用法,用35S、32P分别标记分别标记_ _。 2实验材料:实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌噬菌体和大肠杆菌 (1)噬菌体的结构噬菌体的结构 同位素标记同位素标记噬菌体的蛋白质和噬菌体的蛋白质和 DNA (2)噬菌体的生活方式:噬菌体的生活方式:_。 3实验过程实验过程 (1)标记噬菌体标记噬菌体 活细胞寄生活细胞寄生 (2)侵染细菌侵染细菌 4实
15、验结果分析实验结果分析 5.结论:结论:_是遗传物质。是遗传物质。 【判断与思考判断与思考】 1判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。 (1)可分别用含有放射性同位素可分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素和放射性同位素32P的的 培养基培养噬菌体。培养基培养噬菌体。() (2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。() (3)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是是 遗传物质、蛋白质不是遗传物质。遗传物质、蛋白质不是遗传物质。() DNA 2根据题图,回答问题。根据题图,回答问题。 1952年年“
16、噬菌体小组噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的 蛋白质和蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能,搅拌离心后的实在侵染细菌过程中的功能,搅拌离心后的实 验数据如图所示,请分析:验数据如图所示,请分析: (1)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组,本组 数据的意义是数据的意义是_。 (2)细胞外的细胞外的32P含量有含量有30%,原因是,原因是_ _。 作为对照组,以证明细菌未裂解作为对照组,以证明细菌未裂解 有部分标记的噬菌有部分标记的噬菌 体还没有侵染细菌体还没有侵染细菌 1噬菌体增殖的条件噬菌体增殖的条件 (1)场所
17、:大肠杆菌。场所:大肠杆菌。 2噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点 (1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因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,所以应先培养细菌,再用细菌培为病毒营专性寄生生活,所以应先培养细菌,再用细菌培 养噬菌体。养噬菌体。 (2)不能标记不能标记C、H、O、N,因这些元素是蛋白质和,因这些元素是蛋白质和 DNA共有的,无法将共有的,无法将DNA和蛋白质区分开。和蛋白质区分开。 (3)35S(标记蛋白质标记蛋白质)和和32P(标记标记DNA)不能同时标记在同一不能同时标记在同一 个噬菌体
18、上,因为放射性检测时,只能检测到存在部位,个噬菌体上,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。不能确定是何种元素的放射性。 3噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的 比较比较 考法考法1 噬菌体侵染细菌实验分析 噬菌体侵染细菌实验分析 1(2018河南省名校联盟高三第一次段考河南省名校联盟高三第一次段考)T2噬菌体是一噬菌体是一 种专门寄生在大肠杆菌中的双链种专门寄生在大肠杆菌中的双链DNA病毒。用含放射性同位病毒。用含放射性同位 素素32P的的T2噬菌体侵染不含噬菌体侵染不含32P而含放射性同位素而含放射性同位素3
19、5S的大肠杆的大肠杆 菌,经短时间保温后,进行搅拌、离心,发现子代噬菌体中菌,经短时间保温后,进行搅拌、离心,发现子代噬菌体中 均含有放射性。对上述实验的分析错误的是均含有放射性。对上述实验的分析错误的是( ) A某些子代某些子代T2噬菌体会同时含有噬菌体会同时含有32P和和35S B离心后放射性同位素主要集中于离心管的沉淀中离心后放射性同位素主要集中于离心管的沉淀中 C该实验表明该实验表明T2噬菌体能利用大肠杆菌的物质进行增噬菌体能利用大肠杆菌的物质进行增 殖殖 D该实验表明噬菌体的该实验表明噬菌体的DNA进行半保留复制并控制生进行半保留复制并控制生 物性状物性状 【解析解析】 DNA的复制
20、方式为半保留复制,用含放射性的复制方式为半保留复制,用含放射性 同位素同位素32P的的T2噬菌体侵染不含噬菌体侵染不含32P的大肠杆菌,则某些含的大肠杆菌,则某些含 有亲代有亲代DNA母链的子代噬菌体中含有母链的子代噬菌体中含有32P。噬菌体利用细。噬菌体利用细 菌细胞内的原料合成自身组成物质,用菌细胞内的原料合成自身组成物质,用T2噬菌体侵染含放噬菌体侵染含放 射性同位素射性同位素35S的大肠杆菌,则全部子代噬菌体中均含有的大肠杆菌,则全部子代噬菌体中均含有 35S,因此, ,因此,A项正确;用含放射性同位素项正确;用含放射性同位素32P的的T2噬菌体噬菌体 侵染不含侵染不含32P而含放射性
21、同位素而含放射性同位素35S的大肠杆菌时,含放的大肠杆菌时,含放 射性同位素射性同位素32P的的T2噬菌体的噬菌体的DNA进入含放射性同位素进入含放射性同位素35S 的大肠杆菌,所以离心后放射性同位素主要集中于离心管的大肠杆菌,所以离心后放射性同位素主要集中于离心管 的沉淀中,的沉淀中,B项正确;由子代噬菌体中均含有放射性可推项正确;由子代噬菌体中均含有放射性可推 知子代噬菌体均含有知子代噬菌体均含有35S ,从而可进一步推出,从而可进一步推出T2噬菌体能噬菌体能 利用大肠杆菌的物质进行增殖,利用大肠杆菌的物质进行增殖,C项正确;由于该实验中项正确;由于该实验中 的大肠杆菌中含有的大肠杆菌中含
22、有35S,所以不能表明噬菌体的,所以不能表明噬菌体的DNA进行进行 半保留复制并控制生物性状,半保留复制并控制生物性状,D项错误。项错误。 【答案答案】 D 2(2018湖北省部分重点中学高三联考湖北省部分重点中学高三联考)对于噬菌体侵对于噬菌体侵 染大肠杆菌的实验,下列相关分析中正确的是染大肠杆菌的实验,下列相关分析中正确的是( ) A可分别用含有可分别用含有35S、32P的培养基来培养噬菌体的培养基来培养噬菌体 B35S标记组中沉淀物也有一定的放射性,与保温时间标记组中沉淀物也有一定的放射性,与保温时间 过长有关过长有关 C该实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与该实验中搅拌的目的是使
23、吸附在细菌上的噬菌体与 细菌分离细菌分离 D该实验能够说明该实验能够说明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 【解析解析】 噬菌体是病毒,是营活细胞寄生生活的生物噬菌体是病毒,是营活细胞寄生生活的生物 ,不能直接在培养基上培养,不能直接在培养基上培养,A错误;在用错误;在用35S标记的一组标记的一组 实验中,沉淀物也有一定的放射性,这是由于搅拌不充分实验中,沉淀物也有一定的放射性,这是由于搅拌不充分 ,少数噬菌体的蛋白质外壳没有与细菌分离,少数噬菌体的蛋白质外壳没有与细菌分离,B错误;该错误;该 实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌
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