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1、第三章基因的本质第10课时DNA是主要的遗传物质目标导航1.总结人类对遗传物质的探索过程及探索过程中所体现出的科学思想。2.理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。3.掌握证明DNA是遗传物质的两个著名实验的过程和原理以及两个实验得到的结论。一、肺炎双球菌的转化实验1对遗传物质的早期推测各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然的想到，氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着_。因此，大多数科学家认为_是生物体的遗传物质。2肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思实验实验材料：格里菲思用两种不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠。一种细菌的菌体含有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌
2、落表面光滑，叫做_；另一种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，叫做_。其中S型细菌具有_，_型细菌没有毒性。格里菲思推论：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，必然存在一种活性物质“转化因子”，它能将无毒性的_活细菌转化为有毒性的_活细菌。(2)艾弗里实验为了弄清楚转化因子究竟是什么物质，艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提取和鉴定。他们将从S型活细菌中提取到的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中。结果只有加入_，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化越有效。如果用_分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。
3、如图：分析：S型细菌的DNA能促使R型细菌转化；S型细菌的其他物质不能促使R型细菌转化。结论：S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是肺炎双球菌的遗传物质，而蛋白质不是。二、噬菌体侵染细菌的实验1T2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，头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身_的作用下，利用_内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。具体过程如下：吸附(用尾部的末端吸附在细菌表面)注入(释放溶菌酶，向细菌内注入DNA，蛋白质外壳留在外面)复制、合成(以细菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋
4、白质外壳)组装(一个蛋白质外壳装入一个DNA分子，组成一个新的噬菌体)释放(细菌细胞破裂，释放出几个甚至几十个子代噬菌体)。2赫尔希和蔡斯采用了_法进行实验，用_标记噬菌体的DNA，用_标记噬菌体的蛋白质。这一实验证明了_。3实验误差分析(1)用32P标记的噬菌体浸染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量的放射性，原因是：保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。(2)用35S标记的
5、噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。三、DNA是主要的遗传物质后来的研究证明，遗传物质除了DNA以外，还有_。有些病毒不含有DNA，只有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。从这种病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而蛋白质却不能，说明RNA是遗传物质。但因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是_的遗传物质。知识点一肺炎双球菌的转化实验1格里菲思(FGriffith)用肺炎双球菌在小鼠
6、身上进行了著名的转化实验，此实验结果()A证明了DNA是遗传物质B证明了RNA是遗传物质C证明了蛋白质是遗传物质D没有具体证明哪一种物质是遗传物质2下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是()A需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定B配制培养基的成分应适合肺炎双球菌的生长和繁殖C转化的有效性与R型细菌的DNA纯度有密切关系D实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质知识点二噬菌体侵染细菌的实验3下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是()A与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养
7、基中再释放出来的C采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是4用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是()A噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C离心时间过长，上清液中析出较多的大肠杆菌D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中知识点三DNA是主要的遗传物质5所有病毒的遗传物质()A都是DNAB是DNA和RNAC都是RNAD是DNA或R
8、NA基础落实1肺炎双球菌的S型细菌具有多糖类荚膜，R型细菌则不具有。下列叙述错误的是()A培养R型活细菌时加入S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌B培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA水解产物，不能够产生具有荚膜的细菌C培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA，能够产生具有荚膜的细菌D培养R型活细菌时加入S型细菌的蛋白质，不能够产生具有荚膜的细菌2下图是“肺炎双球菌的转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是()ABCD3证明DNA是遗传物质的几个经典实验中，实验设计中最关键的是()A要用同位素标记DNA和蛋白质B要分离DNA和蛋白质C
9、用DNA和蛋白质去侵染D要得到噬菌体和肺炎双球菌4在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，下列有关叙述正确的是()A用32P标记T2噬菌体的蛋白质，用35S标记T2噬菌体的DNAB分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体进行侵染实验C用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D该实验证明了DNA是主要的遗传物质能力提升5在“噬菌体侵染细菌”的实验中，若放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染细菌的噬菌体的方法是()A用含35S的培养基直接培养噬菌体B用含32P的培养基直接培养噬菌体C先用含35S的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体D先用含32P
10、的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体6下列哪一项所述不能作为DNA是主要遗传物质的理由()A现代细胞学的研究已经提供了DNA是主要的遗传物质的有力证据B通过反复细致的化学成分分析已经得知，细胞里面的DNA大部分是在染色体上C现代遗传学的研究已经提供了DNA是主要的遗传物质的充分证据D已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的7下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DHIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸8一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是
11、()A最初认为遗传物质是蛋白质，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B在艾弗里肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组C噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开D噬菌体侵染细菌实验中，只有在离心后的沉淀物中才能测到放射性同位素32P题 号12345678答 案9.R型肺炎双球菌无多糖类的荚膜，是无毒性的细菌；S型肺炎双球菌有多糖类的荚膜，是有毒性的细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：S型细菌的蛋
12、白质R型活细菌R型菌落S型细菌荚膜中的多糖R型活细菌R型菌落S型细菌的DNAR型活细菌R型菌落S型菌落(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照的表达形式写出第四组实验的方法和结果：_。(2)上述实验可以得出的结论是_。(3)该实验最关键的设计思路是_。(4)肺炎双球菌一定具有的细胞器是_，其控制遗传性状的基因主要存在于_中。答案 知识清单一、1.遗传信息蛋白质2(1)S型细菌R型细菌毒性RR型S型(2)DNADNA酶二、1.遗传物质大肠杆菌2同位素标记32P35SDNA是遗传物质三、RNA主要对点训练1D格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了加热杀死的S型菌中含
13、有促进R型菌转化为S型菌的转化因子，但不能证明哪种物质是遗传物质。2C转化的有效性与S型细菌的DNA纯度有密切关系。3B噬菌体不能在普通培养基上生长，必须在细菌体内才能进行繁殖，因此必须使用无标记的噬菌体去侵染被35S标记的细菌，才能得到含35S的噬菌体；在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁殖过程，因此既不能证明蛋白质是遗传物质，也不能证明其不是遗传物质。4A32P标记的是噬菌体的DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA分子进入大肠杆菌，经离心后处于沉淀物中。若培养时间过短，部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌内；若培养时间过长，噬菌体大量繁殖使部分大肠杆菌裂解
14、，释放出子代噬菌体，这样上清液就具有了放射性。5D病毒是一类无细胞结构的、只由DNA或RNA和蛋白质分子构成的微小生物。大多数病毒所含的核酸是DNA，这种类型的病毒以DNA作为遗传物质；少数病毒所含的核酸是RNA，这类病毒以RNA作为遗传物质。所以说，所有病毒的遗传物质是DNA或RNA。课后作业1A培养R型活细菌时只有加入S型细菌的DNA，才能够使R型细菌转化成具有荚膜的S型细菌。2D为了探究遗传物质的成分，需要先将S型细菌的各种成分进行分离，然后分别与R型细菌混合培养，观察转化的结果。通过对实验的对照分析，可知S型细菌的DNA起转化作用，而蛋白质和多糖荚膜不起转化作用，即证明DNA是遗传物质
15、而蛋白质和多糖荚膜等物质不是遗传物质。实验充分说明的确是完整的DNA分子是遗传物质，而不是DNA水解产物起遗传作用。3B要证明DNA是遗传物质，在实验中最关键的是使用一定技术手段分离DNA和蛋白质，让其单独侵染，去观察它们在遗传过程中的作用。用同位素分别标记DNA和蛋白质以及从肺炎双球菌中提取的DNA、蛋白质和多糖等物质，其目的都是如此。4B由于噬菌体的S仅存在于蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中，因此实验中用32P和35S标记噬菌体进行实验，实验证明了DNA是遗传物质，而没有证明DNA是主要的遗传物质。5DS仅存在于蛋白质分子中，99%的P存在于DNA分子中；在“噬菌体侵染细菌”的实验中
16、，离心管的沉淀物主要是被感染的细菌，所以应用的是含32P标记的噬菌体。由于病毒是活细胞寄生生物，所以应先用含32P的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体以获得含32P标记的噬菌体。6B“DNA大部分在染色体上”不能作为DNA是主要的遗传物质的证据。7BA中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，少部分分布在细胞质中；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。8D人们对遗传物质的探索历程中最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息。在艾弗里肺炎双球菌转化实验中，R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌能指导合成多糖荚膜的那段DNA整合到了R型细菌体内，也就是发生了基因重组。证明DNA是遗传物质的实验的关键是把DNA与蛋白质分开，单独、直接观察它们对性状的影响。噬菌体侵染细菌实验中，在离心后的沉淀物中测到的放射性同位素32P形成的放射性强，上清液中放射性弱，因为离心不可能分离的很彻底。9(1)S型细菌的DNADNA水解酶R型活细菌R型菌落(2)DNA是遗传物质(3)把S型细菌的DNA与蛋白质、多糖等分开，单独地、直接地观察它们各自的作用(4)核糖体拟核