新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修2遗传与进化第6单元遗传的分子基础第1讲DNA是主要的遗传物质课件

这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修2遗传与进化第6单元遗传的分子基础第1讲DNA是主要的遗传物质课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，DNA，T2噬菌体结构，实验过程及结果，RNA，蛋白质，TRIzol试剂等内容，欢迎下载使用。

第六单元　遗传的分子基础
第1讲　DNA是主要的遗传物质
考点一　肺炎链球菌转化实验
1．肺炎链球菌类型的比较
2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(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___________________________。(4)结论：__________________________________________________________________________________________________________。
R型细菌无毒性，S型细菌有毒性
被加热致死的S型细菌无毒性
R型细菌转化成了S型细菌
已经加热致死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”
3．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验(1)实验过程
(2)结论：_________才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
易错整合，判断正误。(1)格里菲思的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只有S型活细菌而无R型活细菌。( 　　)(4)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。( 　　)
1．格里菲思的体内转化实验中“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。2．艾弗里的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？其转化的实质是什么？提示：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌，转化实质为基因重组。
3．艾弗里的体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA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，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。
1．对比分析体内转化实验和体外转化实验
2.归纳概括肺炎链球菌转化的实质(1)加热杀死的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。(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。
考向　考查肺炎链球菌转化实验例1 　　(2021·全国乙卷)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，不合理的是( 　　)A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌
解析：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，S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A合理；加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型细菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中指导蛋白质的合成，B合理；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型细菌的
遗传物质未受影响，即加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C合理；S型细菌的DNA经DNA酶处理后，无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程，故与R型细菌混合后，无法得到S型细菌，D不合理。
┃┃易错提醒►(1)肺炎链球菌的转化实验除能证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质外，还能说明遗传物质能发生可遗传的变异。(2)并非所有的R型细菌都能被转化，只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。(3)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。
〔变式训练〕1．(2022·朝阳区二模)为研究使R型细菌转化为S型细菌的转化因子的化学本质，某科研小组进行了肺炎链球菌的体外转化实验，其基本过程如图所示。下列有关叙述正确的是( 　　)
A．甲组培养基上长出的菌落种类与乙组不同B．S型细菌提取物经甲、丙两组处理后转化因子活性基本相同C．R型细菌转化为S型细菌的变异原理是基因突变D．若增加RNA酶处理提取物的对照实验，会更有说服力
解析：甲组培养基上长出的菌落种类与乙组相同，都是S型细菌和R型细菌，A错误；甲组S型细菌提取物经高温处理后，不耐高温的物质失活，而DNA未失活，丙中酶具有专一性，加入DNA酶，使DNA失活，B错误；R型细菌转化成S型细菌的原理是基因重组，C错误；若增加RNA酶处理提取物的对照实验，能涉及更多S型细菌的物质，会更有说服力，D正确。
考向　两个经典实验的比较例2　　艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②利用放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是( 　　)A．两者都运用了①和②B．前者运用了①，后者运用了②C．前者只运用了②，后者运用了①和②D．前者只运用了①，后者运用了①和②
解析：艾弗里的肺炎链球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且运用了放射性同位素标记法。
┃┃归纳提示►三次涉及大肠杆菌
〔变式训练〕2．将含有R型肺炎链球菌的培养液加入试管甲，将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后得到细胞提取物放入试管乙，并在试管乙中加入一定量的RNA酶；将试管甲、乙中的液体混合后得到试管丙。下列关于该实验的分析，正确的是( 　　)
A．加热致死的S型肺炎链球菌中蛋白质和核酸均失去功能B．试管乙中加入RNA酶的目的是催化转录过程合成mRNAC．此实验并不能证明何种物质是S型肺炎链球菌的遗传物质D．试管甲、乙中的液体混合后，试管丙中S型肺炎链球菌的数量多于R型
解析：加热致死的S型肺炎链球菌中蛋白质变性失活，失去功能，核酸变性后在低温条件下可复性，A错误；试管乙中加入RNA酶的目的是水解RNA，B错误；试管甲、乙中的液体混合后，试管丙中有一部分R型细菌转化成S型细菌，但转化率较低，故S型肺炎链球菌的数量少于R型，D错误。
考点二　噬菌体侵染细菌的实验
3．实验结论：_________是遗传物质。4．实验结果分析
5.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象
(2)实验结论_________是烟草花叶病毒的遗传物质，_________不是烟草花叶病毒的遗传物质。
6．生物体内核酸种类、遗传物质类型及实例
易错整合，判断正误。(1)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解。( 　　)(2)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验直接说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。( 　　)(3)噬菌体侵染细菌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。( 　　)(4)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。( 　　)
1．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，但实际上含有少量放射性的原因是什么？提示：可能由于搅拌不充分，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。
2．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。
1．归纳概括噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
2．对比分析体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
考向　考查噬菌体侵染细菌的实验过程例3　　 为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是( 　　)
A．通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离B．进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3 minC．搅拌5 min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体D．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P
解析：上清液35S百分比都没有达到100%，说明通过搅拌不可能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离，A错误；进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间短于3 min，上清液35S百分比会减小；达到4 min后，上清液35S百分比不再增大，说明搅拌时间不能短于3 min，B正确；被侵染细菌成活率为100%，说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体，放射性物质还在沉淀物中；搅拌5 min时，上清液含32P的原因是有部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，C错误；DNA复制方式是半保留复制，32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体中只有少数含32P，D错误。
┃┃规律方法► “两看法”判断子代噬菌体标记情况
〔变式训练〕3．(2022·江苏三模)在T2噬菌体侵染细菌的实验中，若赫尔希和蔡斯的假设是：噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，蛋白质是噬菌体的遗传物质。则支持该假设的预期结果是( 　　)
解析：第一组实验用35S标记噬菌体，则标记的是蛋白质，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性低，而沉淀物中放射性高，且子代噬菌体含有放射性；第二组实验用32P标记噬菌体，则标记的是DNA，若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入，则上清液中放射性高，而沉淀物中放射性低，且子代噬菌体无放射性，B符合题意。
考向　考查生物遗传物质的实验探究例4 　　(2023·黑龙江牡丹江高三模拟)下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质”的实验过程，下列说法正确的是( 　　)
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D．RNA是TMV的主要遗传物质
解析：由图示分析可知，TMV放在水和苯酚中振荡后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；从此实验中看不出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，一种生物的遗传物质只有一种，没有主次之分，D错误。
┃┃题后方法►“遗传物质”探索的4种方法
〔变式训练〕4．研究表明，金柑花斑病是由一种新型病毒感染金柑叶片引起的，为探究金柑花斑病的病毒类型是DNA病毒还是RNA病毒，某研究小组采用的实验材料如下：长势相近的1年生金柑、TRIzl试剂(用于DNA、RNA和蛋白质的分离)、DNA酶、RNA酶及实验需要的用具。请回答下列问题：
(1)核酸作为遗传物质具备的条件有_________________________________________________________________________________________________________。(2)探究病毒的类型，方法步骤如下：①选择长势相近的1年生金柑，均分为A、B两组。②用________________________处理金柑花叶病毒，将该病毒的核酸和蛋白质分开，取等量的核酸平均分成甲、乙两组。
在细胞生长和繁殖过程中能够准确地复制，具有遗传的连续性；储存大量遗传信息；结构比较稳定(合理即可)
③用DNA酶处理甲组，RNA酶处理乙组，培养一段时间后分别感染A、B组金柑。④一段时间后，观察_________________________________。(3)预期实验结果和结论：______________________________________________________________________________________。
A、B组金柑叶片是否有花斑出现
若A组金柑叶片出现花斑病，B组没有出现，则该病毒为RNA病毒；反之则为DNA病毒
1．(2022·湖南卷)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
解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。
2．(2022·河北卷)关于遗传物质DNA的经典实验，叙述错误的是( 　　)A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同C．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
解析：摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A错误；孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，格里菲思提出的“转化因子”是DNA，两者化学本质相同，B正确；肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或者蛋白质，噬菌体侵染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质，两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术，C正确；DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。
3．(2022·浙江卷)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
解析：实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
4．(2021·浙江1月选考)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是( 　　)A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D．肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
解析：孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上，当时人们还没有认识到染色体，A错误；摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因，不能证明基因自由组合定律，B错误；T2噬菌体侵染细菌实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，C错误；肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子，即DNA是肺炎链球菌的遗传物质，D正确。
5．(2020·浙江卷)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型菌转化成的S型菌不能稳定遗传B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
解析：活体转化实验中，小鼠体内有大量 S型菌，说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A错误；活体转化实验中，无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B错误；离体转化实验中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传，C错误；离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌转化成 S型菌，D正确。
6．(2019·海南卷)下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是( 　　)A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花:白花＝3:1B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲C．加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性