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1、必修2 第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 1 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌的体内转化实验 格里菲思实验 不死亡 死亡 死亡 不死亡 无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌 加热杀死的S型细菌中含有 转化因子 它将 2 肺炎双球菌的体外转化实验 艾弗里实验 R菌和 S菌 R菌 R菌 R菌 R菌 R菌 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 2 噬菌体侵染细菌的实验 1 噬菌体侵染细菌过程 2 赫尔希和蔡斯的实验过程 第一步 噬菌体分别被35S或32P标记 第二步 用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌 第三步 搅拌 使在细菌外的噬菌体与细菌分离 第四步 离心后 检测上清
2、液和沉淀物中的放射性物质 吸附 注入 合成 组装 释放 3 结果分析 蛋白质外壳留在细菌细胞外 不起作用 细菌内无放射性T2噬菌体增殖 细菌体内有放射性T2噬菌体增殖 DNA进入细菌细胞内 指导T2噬菌体的增殖 DNA是真正的遗传物质 比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验 续表 1 利用细菌和病毒作为遗传实验材料的优点 个体很小 结构简单 容易看出因遗传物质改变导致的 结构和功能的变化 繁殖快 2 肺炎双球菌的转化实验分析 加热杀死S型细菌的过程中 其蛋白质变性失活 但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性 R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实
3、现重组 表现出S型细菌的性状 此变异属于广义上的基因重组 体内转化与体外转化实验的关系 体内转化实验说明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 噬菌体侵染细菌的实验结果分析 说明DNA是真正的遗传物质 说明DNA能自我复制 使前后代保持一定的连续性 说明DNA能控制蛋白质的生物合成 易错易混 直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内 其DNA没有生物活性 不会使小鼠患病 因为外源DNA进入体内后会因裂解而失去生物活性 噬菌体侵染细菌的实验中 要经过 短时间 的保温后 搅拌 离心 短时间 是因为必须在菌体裂解之前进行搅拌和离心 才能使被感染的细菌形成沉淀 且只有沉淀物中有
4、放射性 保温时间过短或过长都会使上清液中存在一定量的放射性 转化后形成的S型细菌可以遗传下去 说明S型细菌的 DNA是遗传物质 由于DNA 蛋白质中都有C H O N四种元素 因此不能用其对噬菌体进行标记 否则无法判断到底是DNA还是蛋白质进入细菌细胞中 不能同时标记一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA 因为这样 无法通过离心来跟踪两者的去向 突破题 美国科学家艾弗里从S型活细菌中提取出DNA 蛋白质和多糖等物质 然后把它们分别加入培养R型细菌的培养基中 结果发现 加入了DNA的培养基中 R型细菌中的一部分转化成了S型细菌 而加入蛋白质 多糖等物质的培养基中 R型细菌不能发生这种变化 下列说法错误的
5、是 A S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质B S型细菌的性状是由其DNA决定的C 不需设置蛋白质和多糖的转化实验D 在转化过程中 S型细菌的DNA可能进入R型细菌的细胞中 解题指导 对该实验结果进行分析可知 在只有加入了S型细菌的DNA培养基中 R型细菌才发生转化 表现出S型细菌的性状 这说明S型细菌的DNA进入R型细菌的细胞中 且实现了对其性状的控制 说明DNA是遗传物质 在加入蛋白质 多糖等物质的培养基中不发生这种转化 正好与DNA是遗传物质的转化实验形成对照 同时也说明蛋白质 多糖等不是遗传物质 答案 C 一 对生物遗传物质的理解 1 作为遗传物质必须具备的4个条件 1
6、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 2 生物体内遗传物质的判断 说明 蛋白质一般不作为遗传物质的原因 不能进行自我复制 而且它在染色体中的含量往往不固 定 不能遗传给后代 分子结构不稳定 易变性 特例 朊病毒只含蛋白质成分 不含核酸 故认为朊病 毒的遗传物质为蛋白质 演绎题1 下列关于病毒遗传物质的叙述中 正确的是 A 都是脱氧核糖核酸B 都是核糖核酸C 同时存在脱氧核糖核
7、酸和核糖核酸D 有的是脱氧核糖核酸 有的是核糖核酸 解题指导 病毒只含有一种核酸 DNA或RNA 所以病毒的遗传物质有的是脱氧核糖核酸 有的是核糖核酸 答案 D 备选题病毒是用以证明核酸是遗传物质而蛋白质不是遗传 物质的最合适的生物 主要原因是 A 有些病毒只含有核酸和蛋白质 且在侵染宿主细胞时两种物质分离B 病毒能够侵染生物 使生物表现出特定病症C 病毒只含DNA和RNAD 病毒是最低等的生物 解析 病毒只含有核酸和蛋白质 在侵染宿主细胞时只有核酸进入宿主细胞 答案 A 二 噬菌体侵染细菌实验的分析 1 培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养 因为病毒营寄生生活 故应先培养细菌 再用细
8、菌培养噬菌体 2 噬菌体在宿主细胞中的增殖过程 吸附 注入 合成 装配 释放 侵入细菌细胞内的噬菌体DNA的复制及噬菌体蛋白质的合成所需的原料 酶 能量 场所等条件均由细菌提供 这时细菌细胞的一切都是为噬菌体所利用 其代谢活动由噬菌体的DNA控制 3 噬菌体侵染细菌实验还说明了噬菌体特有的增殖方式 这种方式不同于无性生殖和有性生殖 称为复制式繁殖 4 噬菌体侵染细菌实验不能证明DNA是主要的遗传物质 也不能严格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 5 因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S 所以用
9、35S标记蛋白质 DNA含有蛋白质没有的元素P 所以用32P标记DNA 因DNA和蛋白质都含有C H O N元素 所以此实验不能标记C H O N元素 6 标记的对象不同 对应的结果也不同 1 若用32P和35S标记噬菌体而细菌未标记 相当于间接 地将蛋白质和DNA分开 在子代噬菌体中只有DNA中有32P 2 若用32P和35S标记细菌而噬菌体未标记 在子代噬菌 体中蛋白质和DNA均可找到标记元素 3 若用14C 3H 15N等标记噬菌体而细菌未标记 在子 代噬菌体中 只有DNA中能找到标记元素 4 若用14C 3H 15N等标记细菌而噬菌体未标记 在子 代噬菌体中蛋白质和DNA均可找到标记元
10、素 7 该实验可证明遗传物质的4个理论特点中的2个 能够自我复制 使前后代保持一定的连续性 能够指导蛋白质的合成 从而控制新陈代谢过程和性状 演绎题2 如果用15N 32P 35S标记噬菌体 让其侵染细菌 产生的子代噬菌体与亲代噬菌体形态完全相同 而子代噬 菌体的组成成分中 能够找到的放射性元素为 A 可在外壳中找到15N和35SB 可在DNA中找到15N 32PC 可在外壳中找到15ND 可在DNA中找到15N 32P 35S 解题指导 噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成 噬菌体侵染细菌时只有DNA进入 蛋白质外壳留在外面 其DNA利用细菌体内的物质作原料进行半保留复制 15N可标记噬菌体的蛋白
11、质和DNA 但35S只能标记蛋白质 32P只能标记DNA 所以子代噬菌体中可存在15N 32P 答案 B 备选题用32P和35S分别标记噬菌体的DNA分子和蛋白质 外壳然后去侵染含31P与32S的细菌 待细菌解体后 子代噬 菌体的DNA分子和蛋白质外壳 A 少数含32P 大多数含31P和全部含32SB 只含31P和少数含32SC 少数含32P 大多数含31P和少数含35S 大多数含32SD 只含32P和大多数含35S 解析 用32P标记噬菌体的DNA分子利用细菌含31P的原料进行复制 由于半保留复制的特点 使子代噬菌体的DNA分子只有少数含32P 大多数含31P 而35S标记噬菌体的蛋白质外壳
12、没有进入细菌 DNA以细菌中含32S的原料进行表达 形成的蛋白质都含32S 答案 A 证明RNA是遗传物质的实验 1 实验材料 烟草花叶病毒 简称TMV 它的基本成分就 是蛋白质和RNA 2 实验过程 格勒和施拉姆作了如下实验 用烟草花叶病毒侵染正常烟草 发生花叶病 用石炭酸处理烟草花叶病毒 把蛋白质去掉 只留下RNA 再将RNA接种到正常的烟草上 结果发生了花叶病 如果用蛋白质部分侵染正常烟草 则不发生花叶病 如 图3 1 1 图3 1 1 3 结论 RNA起着遗传物质的作用 而蛋白质不是遗传物质 备选题下列各项中 以RNA作为遗传物质的是 A 硝化细菌和酵母菌B 放线菌和大肠杆菌C 叶绿体
13、和线粒体D 烟草花叶病毒和车前草病毒 解析 硝化细菌 放线菌 大肠杆菌是原核生物 其体内具有裸露的双链DNA作为遗传物质 质粒也是裸露的双链DNA 酵母菌是真菌 其遗传物质是DNA烟草花叶病毒和车前草病毒的遗传物质是RNA 答案 D 1 2010年广东 下列叙述中 正确的是 A DNA是蛋白质合成的直接模板B 每种氨基酸仅有一种密码子编码C DNA复制就是基因表达的过程D DNA是主要的遗传物质 解析 由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA 所以DNA是主要的遗传物质 答案 D 2 2010年佛山一模 双选 在肺炎双球菌转化实验中 将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内 小鼠死亡 从小鼠体内可分离出S型活细菌 PCR技术是一项在生 物体外复制特定DNA片段的技术 从这两个实验可知 A 加热后杀死的S型细菌中有转化因子 将R型细菌转化成S型细菌B 转化因子是与荚膜合成有关的酶C 与蛋白质相比 DNA具有较高的热稳定性D 所有的蛋白质遇到高温 90 时都会失活 解析 转化因子是DNA 题目没有涉及 所有的蛋白质遇到高温 90 时都会失活 答案 AC
