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1、第3章 基因的本质,一、对遗传物质的早期推测,二、肺炎双球菌的转化实验 1.实验材料肺炎双球菌,2.实验过程,(1)图1中出现小鼠正常存活的是 ，小鼠出现死亡的是 (填序号)。 (2)图1中分离出的分别是 、 。 (3)图2中加入的物质分别是 、 。 (4)图2中分离出的都是 。,3实验结论 (1)图1实验结论：加热杀死的S型细菌中含有 ，使R型活细菌转化为 。 (2)图2实验结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,S型活细菌,DNA和DNA酶,DNA,R型活细菌,转化因子,S型活细菌,DNA,R型和S型活细菌,三、噬菌体侵染细菌的实验 1T2噬菌体 (1)结构：,(2)生活方式： 。
2、 (3)增殖特点：在 的作用下，利用 体内的物质合成自身的组成成分。 2实验方法 法。,寄生,自身遗传物质,大肠杆菌,放射性同位素标记,3过程及现象 (1)标记噬菌体：,(2)噬菌体侵染大肠杆菌：,4实验分析 (1)噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过 遗传的。 5结论 是噬菌体的遗传物质。,DNA,蛋白质外壳,亲代的DNA,DNA,四、RNA是遗传物质的实验证据 1烟草花叶病毒的组成： 和 。 2侵染过程,蛋白质,RNA,3结论：烟草花叶病毒的 控制其性状，即 是 遗传物质。,RNA,RNA,五、生物的遗传物质,一、肺炎双球菌的转化实验 1
3、仔细观察并分析教材P43图32、P44图33肺炎双球菌的转化实验，讨论交流下列问题： (1)格里菲思的转化实验中有无设计对照实验？若有，则对照组和实验组分别是第几组？怎样设计的？ 提示：有对照设计。对照组是第一至三组，分别向健康小鼠体内注射R型活细菌、S型活细菌、加热杀死的S型细菌。实验组是第四组，向健康小鼠体内注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌的混合液。 (2)在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？ 提示：没有。大多数后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌。,(3)艾弗里实验第三组，设计了R型细菌与S型细菌DN
4、A加DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是什么？ 提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。 (4)从对照实验设计角度分析： 艾弗里实验的单一变量是什么？ 提示：向R型细菌培养基中加入从S型细菌提取的不同物质。 将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是什么？ 提示：进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质的干扰。 (5)在肺炎双球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么？ 提示：将DNA与蛋白质、多糖等其他物质
5、分开，单独地、 直接地观察每种物质的作用。,2判断正误 (1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。( ) (2)艾弗里实验中DNAR型活细菌培养基上生存的细菌都是S型细菌。( ) (3)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。( ),二、T2噬菌体侵染细菌的实验 1仔细观察教材P45图36，探讨下列有关问题： (1)实验中为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？能利用14C和15N同位素进行标记吗？试说明理由。 提示：因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P主要存在于DNA中，故用35S和32P分别标记蛋白质和DNA。 不能
6、。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有这两种元素，无法将DNA和蛋白质区分开。,(2)请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。 提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。 (3)在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，再搅拌、离心、检测放射性。控制短时间的原因是什么？ 提示：短时间，防止已被T2噬菌体侵染的大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体、干扰实验结果。 (4)噬菌体侵染大肠杆菌实验，除证明DNA是遗传物质外，还能得出哪些结论？ 提示：本实验还能间接证明DNA是
7、遗传物质的两个特点： DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)。 DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。,2判断正误 (1)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充分，会造成上清液中有很高的放射性。( ) (2)噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。( ) (3)用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。( ),三、生物的遗传物质(连线),1肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)实验思路：,(2)实验结论：都证明DNA是遗传物质。 (3)两个实验体现出DNA作为遗传物质的特点： 具有
8、稳定性。 在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。 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。 具有贮存大量的遗传信息的能力。,特别提醒 (1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。 (2)这两个实验的关键之处都是设法将各成分分开，单独观察各自的作用。 (3)在艾弗里的实验中，导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌，而不是其DNA。,2不同生物的核酸种类及其遗传物质,特别提醒 (1)细胞内既有DNA，又有RNA，但只有DNA是遗传物质。 (2)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。,例1 (全国高考改编)在生命科学发展过程中，证明DNA
9、是遗传物质的实验是( ) 孟德尔的豌豆杂交实验 摩尔根的果蝇杂交实验 肺炎双球菌转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 A B C D 解析 孟德尔通过豌豆杂交实验，发现了“基因的分离定律和自由组合定律”；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了“基因在染色体上”；肺炎双球菌的体外转化实验，证明了DNA是遗传物质；T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，运用放射性同位素标记法，证明了DNA是遗传物质。 答案 C,例2 如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，下列说法正确的是( ) A可在外壳中找到3H、15N、35S B可在DNA中找到32P、15N、3H C可
10、在外壳中找到15N、35S D可在DNA中找到15N、32P、35S 解析 3H、15N均可同时标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而32P只标记噬菌体的DNA，35S只标记噬菌体的蛋白质外壳。在其侵染细菌过程中，只有DNA分子进入细菌细胞内，蛋白质外壳没有进入。进入细菌细胞内的噬菌体DNA利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成自身的DNA和蛋白质外壳，所以产生的子代噬菌体中，只有DNA分子上有3H、15N、32P，蛋白质外壳上没有35S。 答案 B,同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析 (1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA
11、和蛋白质。 (2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：,课堂归纳,网络构建,填充：肺炎双球菌转化 噬菌体侵染细菌 RNA 主要的遗传物质,关键语句,1S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。 2在肺炎双球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。 3T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。 4肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。 5烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 6由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。,1一百多
12、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( ) A最初认为氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息 B格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出DNA是遗传物质的结论 C噬菌体侵染细菌的实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA能分开研究 D艾弗里提出了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,知识点一、人类对遗传物质的探索,解析：格里菲思肺炎双球菌的转化实验证明S型细菌中存在一种“转化因子”，证明该“转化因子”是DNA的科学家是艾弗里，他提取S型细菌的蛋白质、多糖、DNA等与R型细菌混合，证明了只有加入DNA时，才可以实现R型细菌的转化。 答案：B,2艾弗里细菌转化实验中，为了
13、弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是( ) AS型细菌的蛋白质R型细菌 BS型细菌的多糖R型细菌 CS型细菌的DNAR型细菌 DS型细菌的多糖S型细菌的蛋白质R型细菌 解析：表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白质和多糖不是遗传物质，菌落中只有R型菌落，C项中加入了S型细菌的DNA，所以可以使R型细菌进行转化，出现S型菌落。,知识点二、肺炎双球菌的转化实验,答案：C,3下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请据图回答问题：,(1)过程和表明，将S型细菌的_和_与R型活细菌混合培养，其后代为_型细菌。 (2)
14、过程表明，将S型细菌的_与R型活细菌混合培养，_型细菌转化成_型细菌。,(3)过程表明，转化成的_型细菌的后代也是有_性的_型细菌。 (4)实验最关键的设计思路是_。 (5)通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质等不是遗传物质吗？_。,解析：分别表示用S型细菌的多糖、蛋白质、DNA与R型细菌混合培养，从图解中可以发现只有用S型细菌的DNA与R型细菌混合培养才会出现S型细菌，同时把转化成的S型细菌单独培养时，其后代都是S型细菌。本实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用。通过上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗
15、传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。,答案：(1)多糖 蛋白质 R (2)DNA 部分R S (3)S 毒 S (4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单 独地去观察它们在细菌转化过程中的作用 (5)不能。上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质,4赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括以下5个步骤，其先后顺序为( ) 标记大肠杆菌 分别标记噬菌体 放射性检测 离心分离 侵染未标记的大肠杆菌 A B C D 解析：在T2噬菌体侵染细菌的实验中，由于噬菌体专营活细胞内寄生生活，所以只能先利用放射性同位素标
16、记大肠杆菌，再利用已标记的大肠杆菌培养噬菌体，标记噬菌体，然后再利用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌经短时间培养、搅拌、离心后再检测放射性。,知识点三、噬菌体侵染细菌的实验,答案：A,5(重庆高考)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是( ) A利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 C外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡 D能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解 解析： 噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒，在噬菌体侵染细菌的过程中，是以细菌氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质；合成子代噬菌体的核酸是以噬菌体DNA为模板而不是以细菌DNA为模板；当噬菌体在宿主菌内增殖到一定程度后，会使宿主菌裂解死亡，而不是噬菌体外壳蛋白抑制了宿主菌的蛋白质的合成而使其死亡；噬菌体是病毒，不以二分裂方式增殖。 答案：A,6若一个35S标记的大肠杆菌被一个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的噬菌体( ) A一定有35S B只有35S C可能有35S D只有32P 解析：32P标记的是噬菌体的DNA，35S标记的是大肠杆菌的蛋白质，噬菌体侵染细菌后以细菌的氨基酸和核苷酸为原料合成自身的蛋白质和DNA，所以新合成的噬菌体中一定有35S。,答案：A,