3.1DNA是主要的遗传物质(一轮复习)

孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由控制。基因染色体摩尔根通过果蝇实验证明基因位于上。蛋白质和DNA科学家发现：染色体主要组成成分。基因是什么呢？第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质知识内容考纲要求1人类对遗传物质的探索过程II重难点：探索DNA是遗传物质的两个经典实验的方法和过程通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在遗传上起着主要作用。染色体的组成：DNA蛋白质那么哪种物质才是真正的遗传物质呢？一、DNA是遗传物质的证据1．间接证据(早期推测)A:蛋白质是遗传物质(20世纪20年代)各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着。蛋白质遗传信息结论：是遗传物质。蛋白质1．间接证据(早期推测)稳定DNA蛋白质DNADNA连续B:DNA是遗传物质（2010江苏）探索遗传物质的过程是漫长的．直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括（）A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异B.蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息C练习1：遗传物质必须具备的特点1、具有存储巨大数量信息的可能2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产生变异）问题：两种不同的推测如何求证呢？一、DNA是遗传物质的证据2．直接证据(1)肺炎双球菌转化实验①格里菲思转化实验(体内转化)菌落荚膜毒性R型细菌菌落粗糙无S型细菌菌落光滑有（多糖）两种菌落的比较无毒有毒1234步骤处理方法结果结论体内转化实验——格里菲思等R型活菌S型活菌加热杀死S型菌R型活细菌+S型死细菌活死活R型活菌无毒S型活菌有毒加热杀死的S型菌无毒死体内有S型活细菌存在“转化因子”问题：S型菌中的“转化因子”是什么物质呢？如果请你设计一个实验来确定转化因子，你的实验设计思路是什么?本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即发现问题―→提出假说―→实验验证―→得出结论的前两步，后两步由艾弗里完成。②艾弗里转化实验(体外转化)S型细菌分别与R型活细菌培养R型R型R型与S型分离多糖蛋白质DNADNA酶R型艾弗里证明DNA是遗传物质的实验1944艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？①把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用；②设计对照实验，用DNA酶处理，观察DNA的作用。实验结果：①只有加入DNA才转化；②DNA越纯，转化越有效；③用DNA酶处理DNA，不再转化。实验结论:转化因子是DNA。不足之处：受技术限制DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。（2011·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。从表可知()练习2：A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子D.①～④说明DNA是主要的遗传物质C【思维拓展】(1)S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？提示：基因重组。(2)将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是R型菌被小鼠的免疫系统所消灭b、曲线bc段上升的原因是部分R型菌转化为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降，R型菌大量增殖※判断改错(1)加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌()【提示】S型和R型菌都有，因为只有部分R型菌转化成S型菌。(2)格里菲思(Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果证明了DNA是遗传物质()【提示】格里菲思(Griffith)肺炎双球菌的转化实验只证明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，并没有弄清楚转化因子的本质。(3)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠，小鼠存活()【提示】高温处理后，R型菌已死亡，而且DNA酶己失活，注入小鼠体内的只有S型菌的DNA，没有活的S型菌。××√2．直接证据(2)噬菌体侵染细菌实验T2噬菌体模式图噬菌体：细菌病毒，寄生在细菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。DNA（主要元素是C、H、O、N、P）蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）思考：为什么要用35S和32P标记？用14C和18O等标记行吗？被35S标记的噬菌体被32P标记的噬菌体被35S标记的噬菌体与细菌混合被32P标记的噬菌体与细菌混合蔡斯和赫尔希的实验设计：1、在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：亲代噬菌体大肠杆菌子代噬菌体蛋白质或氨基酸35S32S32SDNA32P31P32P和31P蔡斯和赫尔希的实验设计：2、在噬菌体侵染细菌后、大肠杆菌裂解前搅拌，使细菌外的噬菌体与细菌分离；3、取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：分组噬菌体的标记上清液沉淀物A35S很高很低B32P很低很高结论：才是真正的遗传物质DNA根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：①上清液和沉淀物中的成分分别是和，原因是：。②进入细菌体内的是噬菌体的,依据是：。③噬菌体外壳细菌两者密度不同DNA放射性32P只存在于沉淀物中练习3：T2噬菌体复制所需原料来自，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是。大肠杆菌大肠杆菌的核糖体④该实验结束后释放出的噬菌体都含35S和32P吗？都不含35S，部分含32P。⑤如果用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组成成分中，能够找到的放射性元素为()A．可在DNA中找到15N、32PB．可在外壳中找到15N、35SC．可在外壳中找到15ND．可在DNA中找到15N、32P、35S【答案】AC4、噬菌体侵染细菌实验不能证明（）①DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性②DNA分子结构的相对稳定性③DNA能指导蛋白质的合成④DNA能产生可遗传变异⑤DNA是遗传物质⑥DNA是主要的遗传物质A．①②③④B．①③⑤C．②④⑥D．④⑥练习4：（2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是()A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质练习5：C(图表题)用32P和35S分别标记的噬菌体侵染细菌，经短时间保温后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中35S和32P的放射性以及被侵染的细菌的存活率，得到如图所示的实验结果。下列说法不正确的是()练习6：A.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.搅拌时间小于1分钟时，沉淀物中的放射性增高C.在实验过程中细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来D.若被侵染细菌的存活率下降，细胞外35S放射性会增高D二、DNA是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：(1)实验一1.RNA是遗传物质的证据结论：烟草花叶病毒的遗传物质是。(2)实验二RNA二、DNA是主要的遗传物质说明：(1)一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。(2)凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。(3)DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA；只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA。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C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸【解析】豌豆的遗传物质是DNA，并非主要是DNA，A错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质的主要载体是染色体，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，而DNA中不含硫元素，C错误；HIV的遗传物质是RNA，其水解的产物是4种核糖核苷酸，D错误。【答案】B练习7：(2011·长春模拟)科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明()A．“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成B．“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质C．“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力D．“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸【答案】B同位素标记法在实验中的应用1．同位素标记法的原理同位素标记法是用同位素标记化合物，让它随化合物一起转移，再用探测器进行跟踪，弄清化学反应的过程、场所的方法。用这种方法可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。2．实验方法及探究历程(1)方法：用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。(2)历程3．应用分析(1)标记某元素，追踪其转移过程。如在光合作用中，分别用18O标记HO和用14C标记14CO2，以追踪18O和14C的转移途径：①14CO2→14C3→(14CH2O)。②HO→18O2。(2)标记特征元素，探究化合物的作用。如T2噬菌体侵染细菌实验：①32P标记DNA，证明DNA是遗传物质。②35S标记蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，推测蛋白质不是遗传物质。(3)标记特征化合物，探究详细生理过程。如：①3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的合成、加工、运输过程。②15N标记DNA，证明了DNA的半保留复制特点。(2011·珠海测试)请回答下列同位素示踪实验的有关问题：(1)用32P标记的亲代噬菌体感染培养液中只含有31P的大肠杆菌，经保温、搅拌、离心，发现放射性同位素主要分布在______________(沉淀物、上清液)中。繁殖n代后，含32P的噬菌体占所有噬菌体的比例是________。本实验中用到的噬菌体________(属于、不属于)原核生物。(2)有光条件下，14C标记的CO2通过绿叶的气孔进入细胞后，首先在_______发生反应，并合成含14C的产物。该产物主要在______被彻底氧化分解。(3)用3H标记的氨基酸在豚鼠的胰腺细胞研究分泌蛋白的合成和运输时，含放射性物质依次出现在细胞的________________等细胞器中，然后经细胞膜分泌出细胞外。以上生物膜在________上紧密联系，协调配合，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。(4)15N标记尿嘧啶，一段时间后在植物叶肉细胞中检测到放射性物质，含放射性物质的结构有线粒体、叶绿体、________________。【答案】(1)沉淀物2/2n不属于(2)叶绿体基质线粒体(3)核糖体、内质网、高尔基体结构和功能(4)核糖体、细胞核