DNA是主要的遗传物质

第一第六单元遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质(第1课时)返回目录高考纵览知识点2012年2013年2014年遗传物质的探索过程肺炎双球菌转化实验福建卷T2新课标全国卷ⅡT5——噬菌体侵染细菌的实验上海卷T11海南卷T13、北京卷T5江苏卷T4生物体的遗传物质江苏卷T2新课标全国卷ⅡT1上海卷T6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。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（rough）；无荚膜；①毒性。(2)S型细菌：菌落光滑(smooth)；有荚膜；②毒性。有无第17讲DNA是主要的遗传物质——知识梳理——2．格里菲思的肺炎双球菌的（体内）转化实验(1)实验过程及结果转化因子不死亡死亡不死亡死亡(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“⑦_________”。第1组实验：第2组实验：第3组实验：第4组实验：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⑩______。DNAR型细菌和S型细菌R型细菌[导思]两个转化实验在生命科学史上堪称经典，你能归纳出各自的巧妙构思吗？培养基中的R型和S型细菌的区分？[答案]格里菲思的体内转化实验，不仅选用两种材料(S型菌、R型菌)作为对照，还创造性地“用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验”；艾弗里的巧妙构思是“将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化”。区分R型和S型细菌可用两种方法：(1)制作装片，显微观察是否有荚膜结构。(2)培养形成菌落——培养基中两种细菌不断增殖形成菌落，肉眼观察培养基上形成的菌落表面光滑的为S型细菌，表面粗糙的为R型细菌。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验方法采用____________法，用35S、32P分别标记_________________________。2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构(2)噬菌体的生活方式：____________。第17讲DNA是主要的遗传物质基识巩固同位素标记噬菌体的蛋白质和DNADNAC、H、O、N、P蛋白质C、H、O、N、S活细胞寄生噬菌体的结构及侵染细菌的过程.swf思考2：噬菌体侵染细菌的实验中32P和35S分别存在于相对应分子的什么部位？提示：噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位。实验组一：用含35S的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌实验组二：用含32P的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌3.实验过程：4．实验结论在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是________，即DNA是遗传物质。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知巩固DNA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。导思:上清液和沉淀物的放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有放射性的原因。①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。②从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究[导思]噬菌体与细菌混合后，要进行搅拌并离心，搅拌和离心的作用分别是什么？与艾弗里实验比较，这两个实验共同的实验设计思路是什么？[答案]搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。两个实验的共同思路是设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独地直接观察它们各自的作用。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固三、DNA是主要的遗传物质1．RNA是遗传物质的实验结论：烟草花叶病毒中________是遗传物质。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固正常RNA患病RNA2．生物的遗传物质(连线)[答案]①－(c)(e)－(Ⅰ)②－(d)(f)－(Ⅰ)③－(a)－(Ⅰ)③－(b)－(Ⅱ)第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固——网络构建——第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固——自主提升——(判断正误，对的打“√”，错的打“×”)1．[2014·江苏卷]赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。()×[解析]赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质。2．[2013·新课标全国卷Ⅱ]肺炎双球菌转化实验、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验和DNA的X光衍射实验都证明了DNA是遗传物质。()×[解析]肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验都证明了DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA结构的探索提供了重要依据。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固3．[2013·海南卷]T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中，可利用寄主体内的物质大量增殖。()×[解析]T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。4．[2012·江苏卷]人类对遗传物质的本质的探索实验中，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。()√[解析]艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验在提取DNA时未能将其中0.02%的蛋白质去掉，而噬菌体侵染细菌的实验能将蛋白质和DNA严格分开，因此噬菌体侵染细菌的实验比艾弗里的实验更具说服力。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固5．在噬菌体侵染细菌的实验中，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。()×[解析]噬菌体侵染细菌实验中，用标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌时，需要进行适当时间的保温，时间过长可导致菌体裂解死亡、子代噬菌体释放，使上清液中因含有大量子代噬菌体而出现高放射性进而造成实验结果的误差。6．DNA不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是DNA。()√[解析]细胞生物(真核生物、原核生物)都是以DNA为遗传物质，而少数病毒以RNA为遗传物质。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固7．在噬菌体侵染细菌的实验中，同位素标记是一种基本的技术。在侵染实验前首先要获得同时含有32P与35S标记的噬菌体。()×[解析]为了利用同位素标记法分别研究DNA与蛋白质在遗传中所起的作用，需要对噬菌体进行分别标记，而不是同时用32P与35S标记。8．豌豆细胞内既有DNA，又有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质。()×[解析]虽然豌豆细胞内同时含有DNA和RNA，但是豌豆的遗传物质只有一种，即DNA。第17讲DNA是主要的遗传物质返回目录基础知识巩固►考点一肺炎双球菌转化实验的分析比较体内转化实验和体外转化实验返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质体内转化实验体外转化实验细胞培养场所小鼠(体内)培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分作用的相互对照巧妙构思用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化为S型活菌考点互动探究返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究体内转化实验体外转化实验结果观察小鼠是否死亡培养基中的菌落实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系①所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)；②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则[警示]有关肺炎双球菌转化实验的4个误区(1)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌使小鼠致死。此实验仅证明了可能存在转化因子，体外实验才证明转化因子是DNA。(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。(3)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究(4)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究例1[2014·宿州模拟]如图6171为“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程，能充分说明“DNA是遗传物质”的是()图6171A．①②④B．①②③C．①③④D．①②③④返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究[答案]D[解析]实验①中R型活细菌在S型细菌的DNA的作用下，转化为S型细菌，说明了S型细菌的DNA进入到R型细菌中，实现了对其性状的控制，证明了DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列实验，题中的实验②③④均分别与实验①构成对照实验，说明了S型细菌的RNA、蛋白质和多糖类荚膜等都不能使R型细菌转化，即证明DNA是遗传物质。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究拓展实验①中，若在培养基中添加DNA酶，会出现什么样的结果？为什么？艾弗里为什么在进行了①②③④四组实验后还进行了添加DNA酶的这组实验。[答案]不会长出S型细菌，只会出现R型细菌。因为DNA酶会使加入的S型细菌的DNA发生水解，DNA的水解产物不能使R型细菌得到转化。添加DNA酶的实验组与实验①形成条件对照，使实验结果更加明确，起到加强证明的作用，同时还能证明DNA的基本构成成分不能实现转化。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究►考点二噬菌体侵染细菌的实验的分析1．噬菌体增殖的条件(1)场所：大肠杆菌细胞中返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究2．噬菌体侵染细菌的实验的结果分析返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究分组结果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体＋大肠杆菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在大肠杆菌32PDNA进入了大肠杆菌含35S噬菌体＋大肠杆菌大肠杆菌内无35S，35S主要分布在上清液中35S蛋白质外壳未进入大肠杆菌，留在外面[警示]噬菌体侵染细菌的实验的易错分析(1)不能标记C、H、O、N等DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，而不能确定是何种元素的放射性。(3)噬菌体侵染细菌的实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同：前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)；后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养，但两者实验设计思路相同，均是设法将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用。返回目录第17讲DNA是主要的遗传物质考点互动探究例2某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的100个子代噬菌体与