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1、第 3 章 基因的本质,第 1 节,DNA 是主要的遗传物质,一、肺炎双球菌的转化实验 1肺炎双球菌类型,(1)R 型细菌：菌落粗糙；无荚膜；_毒性。 (2)S 型细菌：菌落光滑；有荚膜；_毒性。,有,无,2格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验 (1)实验过程及结果 (2)实验结论：加热杀死的 S 型细菌中，含有某种促成 R 型,细菌转化为 S 型细菌的“_”。,转化因子,不死亡,死亡,不死亡,死亡,3艾弗里及其同事的肺炎双球菌的体外转化实验 (1)实验过程及结果 (2)实验结论：使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质是,_。,DNA,R型细菌和S型细菌,R型细菌,为什么加热杀死的 S 型细菌能使
2、 R 型细菌转化成 S 型,细菌？其转化的遗传学原理是什么？,答案：加热杀死的 S 型细菌其蛋白质变性失活，使其生命 特征丧失，但其内部的 DNA 在加热结束后，能逐渐恢复其活 性。其转化的遗传学原理是基因重组。,二、噬菌体侵染细菌的实验 1T2 噬菌体 (1)概念：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 (2)组成：头部和尾部的外壳是由_构成的，头部,内含有_分子。,蛋白质,DNA,2赫尔希和蔡斯的实验过程 第一步:噬菌体分别被 35S 或 32P 标记。 第二步:用被标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌。 第三步:在搅拌器中搅拌,使在细菌外的噬菌体与细菌分离。 第四步:离心后，检测上清液和沉淀物中
3、的放射性物质。,3结果分析,高,低,低,高,4.实验结论：_是真正的遗传物质。,DNA,噬菌体侵染细菌的实验的设计方法和思路是什么？ 答案：尽量使 DNA 和蛋白质分开。,三、DNA 是主要的遗传物质,DNA,DNA,1原核、真核细胞的遗传物质都是_，所以具有细,胞结构的生物，其遗传物质都是_。 2病毒的遗传物质是_。,RNA,3绝大多数生物的遗传物质是,_，少数病毒的遗传,物质是,_， _是主要的遗传物质。,有细胞结构的生物一定以 DNA 为遗传物质。(,),DNA 或 RNA,DNA,DNA,考点,肺炎双球菌的转化实验,1体内转化实验与体外转化实验的比较,续表,2.肺炎双球菌的转化实验的分
4、析,(1)R 型细菌转化成 S 型细菌的实质是 S 型细菌的 DNA 与 R 型细菌的 DNA 实现重组，表现出 S 型细菌的性状，此变异属 于广义上的基因重组。,(2)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降低又逐渐恢复活性。,【典例1】(2011年海口模拟)格里菲思的肺炎双球菌转化实,验如下：,将无毒的 R 型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； 将有毒的 S 型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡； 将加热杀死的 S 型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； 将 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后，注入小鼠,体内，小鼠患败血症死亡。,根据
5、上述实验，下列说法正确的是(,),A整个实验证明了 DNA 是转化因子 B实验、实验可作为实验的对照 C实验中的死亡小鼠体内 S 型活细菌毒性不能稳定遗 传 D重复做实验与，得到同样的结果，说明 S 型活细 菌由 R 型活细菌突变而来,解题思路第一步,理解转化的原理：S 型菌的 DNA 在温,度降低后复性，整合到R 型菌中，使R 型菌转化成S 型菌，并 且具有稳定的遗传特性。,第二步,分析选项：格里菲思的肺炎双球菌转化实验只提,答案B,出了 S 型菌有“转化因子”，但没有证明“转化因子”是 DNA； 实验与实验的自变量是“有无加热杀死的 S 型细菌”、实 验与实验的自变量是“有无 R 型活细菌
6、”，所以都可作为 对照。,考点对应练 1在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明 DNA 是遗传物,质的最关键的实验设计是(,),A将无毒 R 型活细菌与有毒 S 型活细菌混合后培养，发 现 R 型细菌转化为 S 型细菌 B将无毒 R 型活细菌与加热杀死后的 S 型细菌混合后培 养，发现 R 型细菌转化为 S 型细菌 C从加热杀死的 S 型细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖， 混合加入培养 R 型活细菌的培养基中，发现 R 型活细菌转化为 S 型细菌,D从 S 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖，分别加入 培养 R 型活细菌的培养基中，发现只有加入 DNA, R 型细菌才 转化为 S 型细菌,解析：
7、肺炎双球菌的转化实验中的最关键的实验设计是将 DNA 与其他物质分离开，单独进行实验以证明 DNA 是遗传物 质。,答案：D,考点,噬菌体侵染细菌的实验,1元素标记,2.实验过程,(1)标记噬菌体：用分别含 32P 和 35S 的培养基培养细菌，再 用此细菌培养 T2 噬菌体，分别得到 DNA 被 32P 标记和蛋白质 被 35S 标记的噬菌体。,(2)噬菌体侵染细菌,3实验分析,(1)标记元素的选取,因为蛋白质含有 DNA 没有的特殊元素 S，所以用 35S 标,记蛋白质。,因为 DNA 含有蛋白质没有的元素 P ，所以用 32P 标记,DNA。,因为 DNA 和蛋白质都含有 C、H、O、N
8、 元素，所以不,能标记 C、H、O、N 元素。,(2)用放射性元素 35S 和 32P 分别标记噬菌体蛋白质外壳和内 部的 DNA，在细菌体内只能检测到 32P，检测不到 35S。由此证 明，侵染时注入细菌的是 DNA，蛋白质成分的外壳未进入细菌 细胞内，实验表明了 DNA 是遗传物质，但是没有证明蛋白质 不是遗传物质。若添加以下步骤即可有力证明蛋白质不是遗传 物质：将蛋白质外壳注入细菌细胞内，然后观察细菌体内是否 出现子代噬菌体。,(3)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因 为病毒必须在细胞内营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌 培养噬菌体。噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：吸附
9、注 入合成装配释放。侵入细菌细胞内的噬菌体的 DNA 复 制及蛋白质合成所需的原料、酶、能量、场所等条件均由细菌 提供。这时细菌细胞的一切都是被噬菌体所利用，其代谢活动 由噬菌体的 DNA 控制。,4结论：DNA 是遗传物质。,若用 32P 标记的噬菌体侵染细菌，如果保温培养时间过 短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于 上清液中，使上清液出现放射性；如果保温培养时间过长，噬 菌体在细菌细胞内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液， 会使上清液的放射性升高。,若用 35S 标记的噬菌体侵染细菌，如果搅拌不充分，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
10、物中，会使沉淀物中出现较低的放射性。,不能同时标记一个噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，因为这,样无法通过离心来跟踪两者的去向。,不同的标记对象对应的结果分析,若用32P 和35S 标记噬菌体而细菌未标记，相当于间接地 将蛋白质和DNA 分开，在子代噬菌体中只有 DNA 中有标记元 素32P。,若用32P 和35S 标记细菌而噬菌体未标记，在子代噬菌体,中蛋白质和 DNA 均可找到标记元素。,若用14C、3H、15N 等标记噬菌体而细菌未标记，在子代,噬菌体中，只有 DNA 中能找到标记元素。,若用14C、3H、15N 等标记细菌而噬菌体未标记，在子代,噬菌体中蛋白质和 DNA 均可找到标记元素。
11、,遗传物质探索的经典实验,【典例 2】(2011年南京一模)通过许多科学家的不懈努力， 遗传物质之谜终于被揭开。下列关于肺炎双球菌转化实验和噬,菌体侵染细菌实验的叙述，错误的是(,),A艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了 DNA 是转化因子 B噬菌体侵染细菌实验证明噬菌体的遗传物质是 DNA C噬菌体需分别用含 35S 和32P 的肉汤培养基培养 D两个实验的设计思路都是设法将 DNA 与蛋白质分开研 究各自的效应,解题思路格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验提出 了促成转化的活性物质“转化因子”；艾弗里通过肺炎双 球菌体外转化实验证明了 DNA 是转化因子；噬菌体侵染细菌 实验，由于进入的只有
12、 DNA，蛋白质外壳留在外面，只能说明 DNA 是遗传物质；噬菌体是营寄生生活的病毒，需分别用含35S 和32P 的大肠杆菌来培养；两个实验的设计思路都是设法将 DNA 与蛋白质分开研究各自的效应。,答案C,考点对应练 2某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，对噬菌体的 DNA 用 32P 标记，让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的,细菌，最后释放出 100 个噬菌体，则下列说法正确的是(,),A噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA 是主要的遗传物 质 B最后释放出的 100 个噬菌体中，有 98 个噬菌体的 DNA 含 32P C子代噬菌体的蛋白质上含有 32P D标记噬菌体的方法是用含
13、32P 的培养基培养细菌，再用 此细菌培养噬菌体,解析：噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA 是噬菌体的 遗传物质，但不能说明 DNA 是主要的遗传物质；根据 DNA 半 保留复制的特点，在最终释放的 100 个噬菌体中，只有两个噬 菌体含有亲代噬菌体的标记；噬菌体属于病毒，不能独立完成 新陈代谢，不能直接培养，必须用其宿主细胞培养。,答案：D,3(易错)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
14、噬菌体未与细菌分 离 C离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 D32P 标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中,解析：用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，当培养时间过 长时，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，则上清液带有少量放 射性。,答案：A,考点,生物的遗传物质,1作为遗传物质必须具备的 4 个条件 (1)在生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己，使前后 代具有一定的连续性。 (2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代 谢的过程。 (3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。 (4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突 变以后还能继续复制，并能遗传给后代。,2生物
15、体内遗传物质的判断,蛋白质一般不作为遗传物质的原因,不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固,定。,分子结构不稳定(易变性)。 不能遗传给后代。,特例：朊病毒只含蛋白质成分，不含核酸，故认为朊病毒,的遗传物质为蛋白质。,【典例 3】关于病毒遗传物质的叙述，下列哪一项是正确,的？(,),A都是脱氧核糖核酸 B都是核糖核酸 C同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸 D有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸 解题思路病毒只含有一种核酸，DNA 或 RNA，所以病毒 的遗传物质有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸。 答案D,考点对应练 4病毒是用以证明核酸是遗传物质而蛋白质不是遗传物质,的最合适的生物，主要
16、原因是(,),A,A有些病毒只含有核酸和蛋白质，且在侵染宿主细胞时 两种物质分离开 B病毒能够侵染生物，使生物表现出特定病症 C病毒只含 DNA 和 RNA D病毒是最低等的生物 解析：病毒营寄生生活，能将 DNA 注入宿主细胞内，从 而将 DNA 与蛋白质分开。,探究生物遗传物质的实验,1实验材料,在生物的遗传物质探究实验中，由于病毒较为简单，一般 作为探究遗传物质是 DNA、RNA 还是蛋白质的材料。 2实验思路：设法将多种物质分开，单独地、直接地观察,它们各自的作用。,3实验方法,(1)若探究蛋白质和核酸谁是遗传物质，用同位素标记法等 方法将两者分开，单独侵染宿主细胞，看能否增殖或个体是
17、否 出现患病症状即可证明。,(2)若探究某种未知病毒遗传物质是 DNA 还是 RNA，则借,助酶水解法，观察能否增殖即可证明。,【典例】自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感 病毒(简称禽流感病毒)，我国就参与了抗击禽流感的国际性合 作，并已经研制出预防禽流感的疫苗并投入生产应用。根据所 学知识回答下列问题。,(1)实验室中要获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种 到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是_。 (2)利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分，原,理是：,RNA 在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；,_； _。,(3)实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和 RN
18、A，不 含 DNA，则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思 路是_。,(4)请你预测用禽流感病毒的蛋白质和 RNA 分别感染活鸡,胚存在的几种可能性：,蛋白质与 RNA 都有遗传效应，说明：蛋白质和 RNA 都,是遗传物质。,_，说明：_。 _，说明：_。 _，说明：_。 解题思路本题是教材经典实验的延伸。着重考查化学成 分的鉴定原理、证明遗传物质的关键设计思路以及探究性实验 的结果预测和结论分析。病毒营寄生生活，只有在活细胞内才 能生存；DNA 可用二苯胺试剂鉴定，蛋白质可用双缩脲试剂鉴 定，分别显现不同的颜色；进行探究性实验的结果预测与结论 分析时要考虑各种可能的情况。,答案(1)
19、病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行,(2)蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色,DNA 与二苯胺,试剂共热显蓝色(与的顺序可互换) (3)设法将禽流感病毒的蛋白质和 RNA 分开，单独地、直 接地去观察它们各自的作用,(4)RNA 有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应,RNA 是,遗传物质，而蛋白质不是遗传物质,RNA 没有遗传效应，而,蛋白质有遗传效应,RNA 不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质,RNA 和蛋白质都不是遗传,RNA 和蛋白质都没有遗传效应 物质,证明某生物的遗传物质的关键思路是设法把该生物的各种 成分分离开来，单独地、直接地观察每种成分的作用。,1(2012 年茂名一模)艾弗里的肺炎双球菌
20、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：设法把 DNA 与蛋白质分 开，研究各自的效应；放射性同位素标记法。下列有关叙述,正确的是(,),D,A两者都运用了和 B前者运用了，后者运用了 C前者只运用了，后者运用了和 D前者只运用了，后者运用了和,解析：艾弗里的肺炎双球菌转化是体外转化实验，只运用,了，噬菌体侵染细菌实验运用了和。,2(2012 年汕头统考)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分步,骤示意图，对该过程的有关叙述正确的是(,),A选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋,白质和 DNA,B被 35S 标记的噬菌体是通
21、过将其接种在含有 35S 的培养,基中培养而获得的,C采用搅拌和离心等手段是为了使 DNA 和蛋白质分离 D该实验说明了噬菌体的遗传物质是 DNA 而不是蛋白质 解析：被 35S 标记的噬菌体是通过将其接种在含有 35S 的大 肠杆菌中培养而获得的；采用搅拌和离心等手段是为了使外壳 与细胞分离；该实验没有说明噬菌体的遗传物质不是蛋白质。,答案：A,3(2011 年广东)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进,行实验，结果如下表。从表中可知(,),A.不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子 B说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性 C和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子 D说明 DNA 是主要
22、的遗传物质,解析：、组：R 型菌S 型菌的蛋白质、荚膜多糖， 只长出 R 型菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。组： R 型菌S 型菌的 DNA，结果既有 R 型菌又有 S 型菌，说明 DNA 可以使 R 型菌转化为 S 型菌；组：用 DNA 酶将 DNA 水解，结果只长出 R 型菌，说明 DNA 的水解产物不能使 R 型 菌转化为 S 型菌，从一个反面说明了只有 DNA 才能使 R 型菌 发生转化。,答案：C,4(2011 年深圳一模)下列关于遗传物质的说法正确的是,(,),D,A某个体遗传物质的遗传信息在该个体中均被表达 B遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核酸或核糖核酸 C遗传信息的传递
23、过程都遵循中心法则和分离定律 D1 个精原细胞产生的精子中遗传物质可能互不相同 解析：遗传物质的信息在个体中是选择性表达的，不是所 有遗传信息都表达，例如基因型为 Aa 的个体，a 基因在该个体 中就不表达；遗传物质的基本组成单位是脱氧核苷酸或核糖核 苷酸；细胞质中的遗传信息和病毒的遗传信息的传递不遵循分 离定律。,5(2011 年清远模拟)在探究生物的遗传物质和遗传规律的 漫长岁月中，众多的学者做出了卓越的贡献，其中正确的是( ) A孟德尔的假说认为基因位于同源染色体上，同源染色,体分离、等位基因才分离,B艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论，,没有得到科学家的一致公认,C格里菲思
24、的肺炎双球菌转化实验证实转化因子是 DNA D赫尔希等用 35S 和 32P 同时标记同一个噬菌体，然后侵,染大肠杆菌的实验，使人们确信 DNA 是遗传物质,解析：孟德尔的假说中只提到遗传因子，没有提出基因的 概念；格里菲思的肺炎双球菌转化实验后提出转化因子使 R 型 菌转化成 S 型菌；赫尔希等分别用35S 和32P 标记噬菌体，并非 同时标记同一个噬菌体。,答案：B,6(2011 年江门一模双选)格里菲思和艾弗里所进行的肺炎,双球菌的转化实验，可以证实(,),AD,ADNA 是遗传物质 B基因是有遗传效应的 DNA 片段 C基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物 体的性状 D在转化过程中，S 型细菌的 DNA 可能进入到 R 型菌细 胞中,