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1、DNA是主要的遗传物质 分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性 能够自我复制 保持前后代的连续性能够自我复制 保持前后代的连续性 能通过指导蛋白质合成 控制生物性状能通过指导蛋白质合成 控制生物性状 能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 作为遗传物质应具备什么样的特点作为遗传物质应具备什么样的特点 一 对遗传物质的早期推测 蛋白质 氨基酸 多种多样遗传物质 20世纪20年代 蛋白质是生物的遗传物质 20世纪30年代 认识到DNA有重要作用 染色体 DNA 对其结构不清晰 1928年 格里菲思 1944年 艾弗里 1952年 赫尔希和蔡斯 1957年 格勒和施拉姆 在遗传物质发现过程中
2、 作出重大贡献的科学家 前后经过近半个世纪 的研究 最终发现了DNA 是主要的遗传物质 经典实验 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 RNA是遗传物质的证明的实验 格里菲思体内转化实验 艾费里体外转化实验 一 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 19281928 英 英 S S型细菌R R型细菌 光滑Smooth粗糙rough 有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜 有毒性 可致死无毒性 菌落 菌体 毒性 1 1 实验材料 实验材料 肺炎双球菌 加热杀死的加热杀死的S S型细菌 2 2 实验过程 实验过程 格里菲斯实验 步骤方 法现 象结 论 1 R菌活菌注射 小白鼠正 常 R菌无毒性 2 S菌活
3、菌注射 小白鼠死 亡 S菌能使小白鼠致病 3 S菌高温灭活 小白鼠正 常 加热杀死的S菌不使小白鼠致 死 4高温灭活 S菌 R 菌 小白鼠死 亡 死亡的S菌中可能有使R菌转化因子 5 提取4实验死鼠发现S活菌 死亡的S菌能使R菌转化为S菌 3 实验结论 第四组实验中 已经被加热杀死的S型细菌内 应该 含有 某种 转化因子 使R型细菌转化成S型细菌 思考 R型细菌转化成S型细菌变异来源 基因重组 R型细菌转化成S型细菌变异来源 基因重组 实验过程 实验过程 多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA DNARNA DNA DNA水解物水解物 分别与分别与R R型活细菌混合培养型活细菌混合培
4、养 R R R R R S R S S型活细菌型活细菌 R S 多多 数数 少少 数数 DNADNA的纯度越高 转化就越有效 的纯度越高 转化就越有效 二 二 艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA是转化因子 蛋白质不是蛋白质不是 以上转化实验表明 实验结论 DNA是遗传物质 蛋白质不蛋白质不 是是遗传物质 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进行了著名的转转
5、化实实 验验 此实验结实验结 果证证明了DNA是遗传遗传 物质质 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 某研究人员员模拟拟肺炎双球菌转转化实验实验 R型菌 DNA酶 高温 加热热后冷却 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 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 S型菌的DNA DNA酶 加入R型菌 注射入小鼠 R型菌的DNA DNA酶 加入S型菌 注射入小鼠 R型菌 DNA
6、酶 高温加热后冷却 加入S型菌的DNA 注射入小鼠 S型菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入R型菌的DNA 注射入小鼠 以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 A 存活 存活 存活 死亡 B 存活 死亡 存活 死亡 C 死亡 死亡 存活 存活 D 存活 死亡 存活 存活 D 三 噬菌体侵染细菌的实验 1952 噬菌体 三 噬菌体侵染细菌的实验 1952 原理 同位素标记法 蛋白质的组成元素 DNA 的组成元素 C C H H OO N N S S C C H H OO N N P P 标记 标记32 32p p 标记 标记35 35s s vv分别分别用上述用上述大肠肝菌大肠肝菌培养培养T T 2
7、2 噬菌体噬菌体 制备含 制备含32 32P P的噬菌体 的噬菌体 和和含含35 35S S的噬菌体 的噬菌体 标记噬菌体方法 标记噬菌体方法 vv在在分别分别含有放射性同位素含有放射性同位素32 32P P 和和35 35S S的培养基中培养 的培养基中培养大肠肝菌大肠肝菌 标记 混合 搅拌离心 检测 再检测 图 3 6 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 赫尔希和蔡斯的实验表明 噬菌体侵染细菌时 进入到细菌的细胞中 而蛋白质 的外壳仍留在外面 因此 子代 噬菌体的各种性状 是通过亲代 的 传递的 DNA才是真正 的遗传物质 噬菌体侵染细菌过程模式图噬菌体侵染细菌过程模式图 DNA是遗传物质 DN
8、A能复制前后代具有连续性 DNA能控制蛋白质合成 从而控制生物性状 蛋白质不是遗传物质 DNA分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性 DNA的载体主要是染色体 DNA分子是双螺旋结构 DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 DNA是主要遗传物质 本实验得出的结论 本实验还能证明 本实验不能证明 事实5 问题5 所有生物的遗传物质都是DNA吗 DNA是主要的遗传物质 有些病毒 如烟草花 叶毒 它们不含有DNA 只含有 RNA 在这种情况下 RNA就起着遗传物质的作用 目前 已有充分的科学研究资料证明 绝大多数生物都 以是DNA作为遗传物质的 结论 DNA是主要遗传物质 核酸核酸是是
9、一切生物的遗传物质一切生物的遗传物质 核酸包括脱 核酸包括脱 氧核糖核酸 氧核糖核酸 DNADNA 和核糖核酸 和核糖核酸 RNARNA 绝 绝 大多数生物都是以大多数生物都是以DNADNA作为遗传物质的 因此作为遗传物质的 因此 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质 小 结 DNA是主要的遗传物质 说明DNA是遗传物质的实验证据 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据 烟草花叶病毒的重建实验 重点内容 DNA与染色体 的关系 技术与科学 的关系 AA D 下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 据图回答 根据上
10、述实验对下列问题进行分析 图中锥形瓶中的培养液是用来培养 其内的营养成分中是否含有32P 图中的A表示 过程 此过程中进入大肠杆菌的是 没有进入的是 对下列可能出现的实验误差进行分析 实验测定 发现在搅拌后的上清液中含有0 8 的放 射性 其最可能的原因是 当接种噬菌体后培养时间过长 发现在搅拌后的上清 液中发现有放射性 其最可能的原因是 上清液和沉淀物中放射性分析 1 用32P标记噬菌体实验时 上清液中也有一定的放射 性的原因有二 一是保温时间过短 有一部分噬菌体没有 侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上 清液出现放射性 二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用 离心机分离 这一段保
11、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 也会使上清液 放射性含量升高 2 用35S标记噬菌体实验时 沉淀物中出现少量放射性 的原因 可能由于搅拌不充分 有少量35S的噬菌体蛋白 质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀 物中出现少量的放射性 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结构成分中 能够找 到的放射性元素是 A 可在外壳中找到15N和35S B 可在DNA中找到15N和32P C 可在外壳中找到15N D 可在DNA中找到15N 32P 35S B 可在DNA中找到15N和32P 3 在 噬菌体侵染细细
12、菌 的实验实验 中 如果放射性同位素主要分 布在离心管的沉淀物中 则获则获 得侵染噬菌体的方法是 A 用含35S的培养基直接培养噬菌体 B 用含32P的培养基直接培养噬菌体 C 用含35S的培养基培养细细菌 再用此细细菌培养噬菌体 D 用含32P的培养基培养细细菌 再用此细细菌培养噬菌体 解析 在 噬菌体侵染细菌 的实验中 经离心处理后 离 心管的上清液中析出重量较轻的噬菌体蛋白质外壳 离心管的沉淀 物中含有被感染的细菌 如果放射性同位素主要分布在离心管的沉 淀物中 则说明噬菌体被标记的物质应为DNA 则获得侵染噬菌体 的方法是 先用含32P的培养基培养细菌 使细菌体内核苷酸中含有 32P 再
13、用此细菌培养噬菌体 子代噬菌体中的DNA中就会含有32P 答案 D 4 正误误判断 1 2011 江苏高考T12 D 32P 35S标记标记 的噬菌体侵染实验实验 分别说别说 明 DNA是遗传遗传 物质质 蛋白质质不是遗传遗传 物质质 提示 本实验可说明DNA是遗传物质 但不能证明蛋白质不是 遗传物质 因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照 2 2012 长沙模拟T1 B DNA是人体主要的遗传遗传 物质质 由C H O N P五种化学元素组组成 提示 DNA是人的遗传物质 并非主要的遗传物质 3 2012 深圳模拟T8 A T2噬菌体侵染大肠肠杆菌的实验实验 证证明DNA 是遗传遗传 物质质 同位
14、素标记法在实验中的应用 1 同位素标记法的原理 同位素标记标记 法是用同位素标记标记 化合物 让让它随化合物一 起转转移 再用探测测器进进行跟踪 弄清化学反应应的过过程 场场所的方法 用这这种方法可以研究细细胞内的元素或化合物 的来源 组组成 分布和去向等 进进而了解细细胞的结结构和功 能 化学物质质的变变化 反应应机理等 2 实验方法及探究历程 1 方法 用于示踪技术术的放射性同位素一般是构成细细胞 化合物的重要元素 如3H 14C 15N 18O 32P 35S等 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
15、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 沉淀物 2 2n 不属于 叶绿体基质 线粒体 核糖体 内质网 高尔基体 结构和功能 核糖体 细胞核
