2025屆新高考生物精準復習

DNA是主要的遺傳物質

對遺傳物質的早期推測Part

0120世紀中葉

對遺傳物質的早期推測1.你認為遺傳物質可能具有什么特點？遺傳物質應能夠儲存大量的遺傳信息，可以準確地復制，并傳遞給下一代，結構比較穩定等等。2.你認為證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些?例如，將待定的遺傳物質轉移給其他生物，觀察后代的性狀表現等等。DNA

蛋白質染色質

染色體

1

2

3

4

5孟德爾通過豌豆實驗證明生物的性狀由遺傳因子控制染色體在遺傳上的連續性和穩定性摩爾根通過果蠅實驗證明基因位于染色體上科學家發現：染色體主要組成成分蛋白質和DNA遺傳物質是DNA還是蛋白質？

對遺傳物質的早期推測

對遺傳物質的早期推測氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。20世紀20年代20世紀30年代沒發現其他大分子有類似的結構特點。蛋白質是生物體的遺傳物質。

意識到DNA的重性，但對DNA結構沒有清晰認識。蛋白質是遺傳物質的觀點占主導地位。

肺炎鏈球菌的轉化實驗Part

02

肺炎鏈球菌的轉化實驗實驗材料：R型、S型肺炎鏈球菌和小白鼠項目S型細菌R型細菌菌落表面光滑

表面粗糙菌體

有無致病性有

無莢膜的化學本質是多糖多糖莢膜

格里菲斯體內轉化實驗R型菌對照原則、單一變量原則1.第一、第二、第三組實驗分別說明什么?2.第四組實驗中的S型活菌是怎么產生的?3.如果將S型細菌的DNA直接注入小鼠體內，會導致小鼠死亡嗎?4.已知在80～100℃溫度范圍內，蛋白質將失去活性，DNA的結構也會被破壞，但當溫度降低到55℃左右時，DNA的結構會恢復，但蛋白質卻不能恢復。由此我們可以推斷：在格里菲思的實驗中，加熱殺死的S型細菌中的“轉化因子”可能是哪種物質?第一組實驗說明R型細菌沒有致病性;第二組實驗說明S型細菌具有致病性;第三組實驗說明加熱致死的S型細菌不具有致病性。由R型活菌轉化而來。不會。沒有R型活細菌，S型細菌的DNA是不能轉化為S型細菌的。DNA。

格里菲斯體內轉化實驗

從第四組實驗的小鼠尸體中分離出的有致病性的S型活細菌，其后代也是有致病性的S型細菌。由此可以判斷：已經被加熱殺死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌的活性物質—“轉化因子”

。R型菌S型菌

轉化因子S型菌

后代“誰在轉化實驗中起作用”，“轉化因子究竟是什么物質”

艾弗里體外轉化實驗在殺死的S型細菌中含有哪些物質？但究竟哪一個才是轉化因子呢？關鍵思路：把S型細菌的各種物質分開，單獨的、直接的觀察它們的作用。

艾弗里體外轉化實驗

實驗結論：DNA才是使R型菌產生穩定遺傳變化的物質。對照原則、單一變量原則有R型細菌的培養液S型細菌的細胞提取液+R型細菌有R型細菌的培養液S型細菌的細胞提取液+S型細菌R型細菌混合混合有R型細菌的培養液S型細菌的細胞提取液+混合只長R型細菌DNA酶

蛋白酶（或RNA酶、酯酶）

S型細菌1.艾弗里肺炎鏈球菌體外轉化實驗中應用了酶的什么特點?2.艾弗里的體外轉化實驗中的自變量和因變量分別是什么?3.艾弗里實驗控制自變量的原理是什么?4.艾弗里的肺炎鏈球菌轉化的五組實驗中，對照組和實驗組分別是什么?酶的專一性。自變量是細胞提取物的不同處理，因變量是培養基中活細菌的種類。在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，控制自變量的原理屬于“減法原理”。第一組為空白對照組，第二、第三、第四、第五組都是實驗組。

艾弗里體外轉化實驗

基因重組R型細菌轉化為S型細菌的本質：S型細菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型細菌X基因吸附在R型細菌表面X基因進入R型細菌重組R型細菌轉化成S型細菌注意：只是少數R型細菌轉化為S型細菌

體內轉化實驗和體外轉化實驗的區別

體內轉化實驗體外轉化實驗培養場所小鼠體內

培養基巧妙構思將R型與加熱殺死的S型注入小鼠體內作為對照來說明確實發生轉化

將物質分離提純后，直接、單獨的觀察各物質的作用實驗結論存在某種轉化因子讓R型菌→S型菌DNA才是使R型菌產生穩定遺傳變化的物質

與常態相比，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質，這利用了“減法原理”。

加法原理減法原理在對照實驗中控制自變量，可以采用“加法或減法原理”；與常態比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，利用了“加法原理”；

T2噬菌體侵染細菌的實驗Part

03

T2噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質構成的，頭部內含有DNA。T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖。T2噬菌體結構生活方式結構特點

T2噬菌體侵染細菌的過程侵入別的細菌合成組裝釋放吸附侵入吸附，注入，合成，裝配，釋放

T2噬菌體侵染細菌的實驗

噬菌體不是整個進入大腸桿菌體內。研究表明：空殼噬菌體能吸附但不能產生子代噬菌體，因此空殼噬菌體不含遺傳物質，遺傳物質在侵染時注入了大腸桿菌體內。

T2噬菌體侵染細菌的實驗哪一種物質進入了大腸桿菌體內？DNA和蛋白質不能直接看到，怎么辦？放射性分別標記DNA和蛋白質選擇什么元素進行放射性標記？放射性同位素標記組成元素蛋白質:DNA：C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P可以直接標記噬菌體嗎？不可以，噬菌體是病毒，無法單獨在培養基上存活，應用含被標記的大腸桿菌培養基培養噬菌體

T2噬菌體侵染細菌的實驗實驗過程1.先標記大腸桿菌大腸桿菌+含35S的培養基→含35S的大腸桿菌大腸桿菌+含32P的培養基→含32P的大腸桿菌2.再標記T2噬菌體T2噬菌體+含35S的大腸桿菌→含35S的T2噬菌體T2噬菌體+含32P的大腸桿菌→含32P的T2噬菌體赫爾希和蔡斯

T2噬菌體侵染細菌的實驗標記的噬菌體侵染大腸桿菌短時間保溫后攪拌離心攪拌使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。3.標記的噬菌體侵染大腸桿菌

T2噬菌體侵染細菌的實驗35S標記的噬菌體用35S標記的噬菌體與大腸桿菌混合經短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性

上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無35S

不能證明蛋白質不是遺傳物質。上清液放射性很高說明T2噬菌體中的蛋白質沒有進入大腸桿菌。沉淀物放射性很低攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌上，隨細菌離心到沉淀物中。

T2噬菌體侵染細菌的實驗32P標記的噬菌體說明T2噬菌體中的DNA進入了大腸桿菌。說明DNA是真正的遺傳物質

子代噬菌體中含32P用32P標記的噬菌體與大腸桿菌混合經短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高上清液放射性很低培養（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；培養（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經釋放。

T2噬菌體侵染細菌的實驗

35S標記的噬菌體32P標記的噬菌體上清液放射性高放射性低沉淀物放射性低放射性高子代噬菌體無放射性有放射性結論

蛋白質沒有進入細菌細胞

DNA進入到細菌的細胞中

DNA才是噬菌體的遺傳物質不能證明蛋白質不是遺傳物質

思考·討論1.艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優點？個體小，結構簡單，細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼，易于觀察因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。繁殖快，細菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。

思考·討論2.從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？艾弗里在每個實驗組中特異性地去除了一種物質，然后觀察在沒有這種物質的情況下，實驗結果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細胞中含有的某種物質（如糖類、脂質、蛋白質等）

思考·討論3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術手段來實現他們的實驗設計？這對于你認識科學與技術之間的相互關系有什么啟示？艾弗里采用的主要技術手段：細菌的培養技術、物質的提純和鑒定技術等。赫爾希采用的主要技術手段：噬菌體培養技術、同位素標記技術、物質的提純和分離技術等。啟示：科學成果的取得必須有技術手段作保證，技術的發展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互促進的。

兩個經典實驗的比較

艾弗里實驗噬菌體侵染細菌實驗處理方式

直接分離同位素標記法

對照原則

S型細菌的分離物質分與R型細菌混合培養相互對照分別標記噬菌體DNA和蛋白質的兩組實驗相互對照

實驗結論

證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質

證明DNA是遺傳物質，但不能有效證明蛋白質不是遺傳物質（蛋白質沒有進入細菌體內）設計思路

設法將DNA與其他物質分開，單獨地直接研究各自不同的遺傳功能

RNA是遺傳物質的實驗證明結論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質蛋白質RNA分別侵染健康煙草植株得到全新病毒不能得到病毒

：RNA蛋白質煙草花葉病毒（TMV）只含蛋白質和RNA

患病

不患病

DNA是主要的遺傳物質

小結格里菲斯的體內轉化實驗艾弗里的體外轉化實驗轉化因子是什么加熱殺死的S型細菌中含有轉化因子肺炎鏈球菌的轉化實驗T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質RNA是TMV的遺傳物質DNA是細胞結構的生物和DNA病毒的遺傳物質RNA是RNA病毒的遺傳物質更多實驗證據更多實驗證據DNA是主要的遺傳物