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DNA是主要的遗传物质,返回目录,返回目录,1人类对遗传物质的探索过程(),考纲要求,知 识 梳 理 一、肺炎双球菌的转化实验1两种类型的肺炎双球菌比较,返回目录,有,光滑,有,无,粗糙,无,2.格里菲思体内转化实验(2)结论：_。,返回目录,不死亡,死亡，分离出S型活细菌,不死亡,死亡，分离出S型活细菌,加热杀死的S型菌中必然存在某种“转化因子”将R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌,3艾弗里体外转化实验(1)实验过程及结果(2)结论：_。(3)实验中设置DNADNA酶这组实验目的是什么？_。,返回目录,R型菌和S型菌,R型菌,R型菌,R型菌,使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是DNA，而不是蛋白质、多糖及DNA的水解产物,对照说明只加DNA组的结论，DNA基本构成成分不能实现转化,二、噬菌体侵染细菌的实验1实验方法：_法。2实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌DNA内部蛋白质活细胞寄生细菌不能,返回目录,放射性同位素标记,T2 噬菌体的特点,是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。,噬菌体,大肠杆菌,1、实验设计思路：,3、实验过程：,把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用,(1)标记细菌,细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基,含35S的细菌,含32P的细菌,(2)标记噬菌体,噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌,含35S的噬菌体含32P的噬菌体,(3)噬菌体侵染细菌,含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌,:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低:上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,2、实验方法：放射性同位素标记法,二.噬菌体侵染细菌的实验,噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,合成,组装,释放,吸附,动画,首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面,侵入,然后，噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。,噬菌体的 DNA 在细菌体内，使细胞本身的 DNA 解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的 DNA和蛋白质，,这些新合成的 DNA 和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。,最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。,标记 侵染 搅拌 离心，检测,噬菌体比大肠杆菌轻,4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：,上清液：沉淀物：,噬菌体,细菌,(外壳),(被注入的DNA),蛋白质,DNA,有放射性,无,无,有放射性,上清液“放射性很高”沉淀物“放射性很高”？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分离不完全(噬菌体蛋白质外壳),释放出来的、未侵染的噬菌体,/释放的/未侵染的),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？(请翻阅教材必修2 P45“噬菌体侵染细菌的实验”),返回目录,如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。,课堂延伸,烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,思路:烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质,仅RNA能使烟草产生原样病斑仅蛋白质能使烟草产生原样病斑RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑,若出现结果则仅RNA是遗传物质；若出现结果则仅蛋白质是遗传物质；若出现结果则RNA和蛋白质都是遗传物质,预测结果：（现象）,提出问题：,作出假设：,设计实验：,课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,得出结论：,实验探究,结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,分离,分离,重组,重组,感染,新的病毒,产生哪种病毒？,RNA病毒的遗传物质是RNA,四.烟草花叶病毒重建实验,细胞结构生物,原核生物真核生物,遗传物质是DNA,非细胞结构生物,遗传物质是RNA,只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：,生物,总结,4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。,3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。,2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA,1、一切生物的遗传物质是核酸,4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳DNA可以指导蛋白质的合成。,1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理，DNA仍具有生物活性DNA分子结构具有相对稳定性。,2、肺炎双球菌转化实验中，R型细菌可以转化生成S型细菌DNA可以发生可遗传的变异。,3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。,能产生可遗传变异,具有相对稳定的结构,能自我复制,使亲子代具有一定的连续性,能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状,作为遗传物质所必须具备的特点:,能贮存大量的遗传信息,网 络 构 建,返回目录,基 础 自 测 判断正误，对的打“”，错的打“”。12012山东卷 噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶。()解析 噬菌体是以噬菌体的DNA为模板，以细菌提供的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，并在细菌提供的酶、能量和场所的条件下形成子代噬菌体。22012重庆卷 噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解。()解析 噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂的方式进行增殖，而是在寄主菌体内合成核酸和蛋白质外壳后，组装、释放，使细菌裂解。,返回目录,32012江苏卷 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA。()解析 烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，比如噬菌体的遗传物质是DNA。,返回目录,4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出现高放射性而造成实验结果有误差。,返回目录,520世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质是因为蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。()解析 与蛋白质相比DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制。,返回目录,考点一肺炎双球菌转化实验的分析1肺炎双球菌转化实验,返回目录,返回目录,2.S型菌和R型菌转化的实质(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质结构被破坏。DNA在加热过程中，双螺旋解开、氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可以得到恢复。(2)S型细菌遗留下的DNA片段中，包含有控制荚膜形成的基因，这些片段从S型细菌中释放出来，被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌中，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。,返回目录,(3)转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。(4)一般情况下，转化的效率很低，只有少部分R型细菌被转化为S型细菌，但是S型细菌的繁殖速度很快。,返回目录,例12011广东卷 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(),返回目录,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,返回目录,答案C解析、组：RS型菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。组：RS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，故C正确。,返回目录,点评 S型菌的DNADNA水解酶R型活细菌 只有R型细菌，从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，同时也证明DNA的水解产物脱氧核苷酸不是遗传物质，但这不是该实验的实验目的。,返回目录,变式题2013皖南八校联考 已知R型细菌无毒性，S型细胞有毒性，两次注射间隔的时间适宜，分析表格中信息，下列有关实验推理错误的是(),返回目录,AR型细菌可以作为S型细菌的疫苗B死的S型细菌虽然不具有致病性，但仍保留有抗原性C甲组小鼠第二次注射后，小鼠体内能分离出R型菌和S型菌D乙组小鼠第一次注射后，小鼠体内存在着针对S型菌的抗体和记忆细胞,返回目录,答案C解析 S型菌是有毒性的，注射后一般会导致小鼠死亡，由甲组的两次注射结果可知，注射R菌后再注射S菌，小鼠存活，说明小鼠已有了抗性，R型菌无毒，可以作为S型细菌的疫苗，A项推理正确；由乙组实验可知，死的S型细菌虽然不具有致病性，但仍保留有抗原性，注射后会使小鼠产生相应的抗体，B项推理正确；由于免疫作用，免疫系统会将外来异物清除，C项推理错误；乙组小鼠第一次注射后，小鼠体内存在着针对S型菌的抗体和记忆细胞，导致第二次注射活的S型菌，小鼠仍能存活，D项推理正确。,返回目录,考点二噬菌体侵染细菌实验的分析1实验结果中放射性分布的分析(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。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。从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。,返回目录,(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，有少量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,2与肺炎双球菌的体外转化实验的比较,返回目录,例22012淮北模拟 生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是()A理论上，b中不应具有放射性Bb中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关C若b中含有放射性，说明与过程中培养时间的长短有关D上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质,返回目录,图6171,答案C解析 用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌的细胞外。搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则b中不含放射性，故A、B都正确；上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质，故D正确；b中理论上不含放射性，与过程中培养时间的长短无关，故C错误。,返回目录,点评 解答此题的关键：一是明确35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的核酸(DNA)；二是明确搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。所以搅拌离心后噬菌体的蛋白质外壳存在于上清液中，而大肠杆菌细胞内增殖的子代噬菌体(连同作为模板的亲代DNA)与大肠杆菌一起存在于沉淀物中。,返回目录,探究：如果图中的噬菌体用15N标记，则搅拌离心后，测得放射性的部位是哪里？用15N标记的噬菌体含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即位于上清液和沉淀物中。,返回目录,变式题1有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图6172：一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是(),返回目录,图6172,返回目录,答案D解析 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料中有宿主细胞2的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。,返回目录,变式题22012南京模拟“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”能够说明遗传物质应具备的一些特点，有关分析正确的是(),返回目录,返回目录,答案A解析 加热后蛋白质变性，细菌死亡，但是DNA仍具有转化功能，因此可证明DNA的分子结构比较稳定，故A正确；进入大肠杆菌细胞内的只有噬菌体的DNA，但是产生的子代噬菌体却具有与亲代相同的蛋白质外壳，说明DNA能指导蛋白质的合成，故B错误；用32P标记亲代噬菌体的DNA，但产生的部分子代噬菌体也具有放射性，说明DNA在亲子代之间具有连续性，故C错误；将S型菌的DNA与R型菌一起培养，有S型菌生成，说明控制荚膜形成的遗传信息储存在DNA中，故D错误。,返回目录,备选理由 此题考查生物的遗传物质，鉴于此知识点较易理解，主要是学生识记的内容，所以在正文中没有提及，可用此题作为该知识点的补充训练。1下列关于遗传物质的说法正确的是()A肺炎双球菌转化实验，证明B病毒的遗传物质是RNA和DNACDNA是噬菌体的主要遗传物质D生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸,返回目录,答案 D 解析肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明，通过烟草花叶病毒侵染烟草实验证明RNA也是遗传物质；病毒只有一种核酸，DNA或RNA，其中所含有的核酸即为该病毒的遗传物质，所以病毒的遗传物质是RNA或DNA；生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物RNA病毒的遗传物质是RNA，所以生物遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸；噬菌体由蛋白质和DNA组成，其中DNA是遗传物质。,返回目录,备选理由 RNA是某些病毒的遗传物质，由于不是重点内容，所以正文中没有提及，此题作为补充。2科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是(),返回目录,A实验 B实验 C实验 D实验答案C 解析因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型应该是b型。,返回目录,
