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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
2、分离。,第四步：离心后，检测上清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
3、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
4、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
5、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。下列说法错误的是(,),AS 型细菌的 DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质 BS 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
6、 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)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。,
7、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
8、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 RNA D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
9、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 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
10、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
11、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 35S B可在 DNA 中找到 15N、32P C可在外壳中找到 15N D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质和 DNA，但35S只能标记蛋白质，32
12、P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32S B.只含31P 和少数含32S C.少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多数含32S D.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 没有进入
13、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 311：,图 311,(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
14、细菌和酵母菌 B放线菌和大肠杆菌 C叶绿体和线粒体 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(,),ADNA 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 CDNA 复制就是基因表达的过程 DDNA 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,
