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1、第一节 探索遗传物质的过程,第一节 探索遗传物质的过程,基础自主梳理,核心要点突破,实验探究创新,课标领航,知能过关演练,通过本节的学习，我能够 1了解探索遗传物质的过程。 2理解肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的过程和结论。 3理解提取DNA的原理和过程，尝试提取DNA。,情景导引 近几年研究发现，如果蚊子总爱选择你下口，那么原因不在你，而在你的父母，因为无论是招蚊子咬，还是对蚊子叮咬产生严重反应，都是由遗传物质(基因)决定的。 那么这里所指的遗传物质是什么？科学家又是怎样探索遗传物质的呢？,基础自主梳理,一、肺炎球菌的转化实验 1实验目的：研究DNA和蛋白质哪一种是遗传物质。 2实验材料
2、：两种肺炎球菌,粗糙,有,无,3.实验原理：S型肺炎球菌能使人患肺炎或小鼠患败血症； R型肺炎球菌对人和动物基本无影响。 4实验过程 (1)格里菲思实验过程及分析 无毒性的R型活球菌和被_的有毒性的S型球菌混合后，有部分无毒性的R型球菌转化为_。,加热杀死,有毒性的S型活球菌,(2)艾弗里实验的发现 使R型球菌转化为S型球菌并不需要S型球菌的完整细胞。 构成S型活球菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，_使球菌的致病性发生了转化。 5实验结论：DNA是使R型球菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。,DNA,思考感悟 1格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯是谁揭开了遗传物质的神秘面纱？成功的原因是
3、什么？ 【提示】 艾弗里、赫尔希和蔡斯揭示了遗传物质是DNA。格里菲思之所以没成功就是设计的实验程序不严密。艾弗里、赫尔希和蔡斯之所以成功就是设计的实验程序科学严密，遵循了单一变量原则和对照原则。他们把DNA和蛋白质分开，单独地去观察它们的作用。,二、噬菌体侵染细菌的实验 1T2噬菌体,DNA,(2)生活方式：_。,寄生,DNA是遗传物质,思考感悟 2T2噬菌体侵染细菌的实验，为什么用放射性同位素35S和32P标记，而不用14C、3H、18O、15N? 【提示】 噬菌体由蛋白质外壳和内部的DNA组成，S是蛋白质中特有的，P是DNA中特有的，而C、H、O、N在蛋白质和DNA中均有，故用35S标记
4、蛋白质，32P标记DNA，以把DNA和蛋白质区分开。,三、RNA是遗传物质的实验证据 1实验材料：烟草花叶病毒 2实验过程：,3结论：烟草花叶病毒的遗传物质是_。,RNA,核心要点突破,1格里菲思的体内转化实验 (1)分析 R型球菌无毒性，S型球菌有毒性。 加热杀死的S型球菌体内含有使R型球菌转化为S型球菌的物质。 (2)结论：已加热杀死的S型球菌体内含有某种“转化因子”，这种“转化因子”能够遗传，促使R型球菌转化为S型球菌。,【知识拓展】 转化作用是指从一种生物体内得到的DNA通过一定的途径转移到另一种生物体内，从而使受体生物的遗传物质发生改变。其实质是外源DNA和受体细胞DNA之间的重组，
5、使受体细胞获得了新的遗传信息。 加热到一定温度，蛋白质发生变性会导致S型细菌死亡，但在一定温度范围内，DNA不会变性，仍能保持生物活性。,2离体细菌转化实验,【名师点睛】 肺炎球菌的离体转化实验与噬菌体侵染细菌的实验设计思路相同，均是设法把DNA与蛋白质分开，单独研究它们各自的作用。 艾弗里提取分离的DNA含有杂质对实验造成干扰，为了弥补艾弗里实验的不足就增加了DNA酶和DNA混合后感染观察，保证了实验的准确性。,(2011年高考广东卷)艾弗里和同事用R型和S型肺炎球菌进行实验，结果如下表。从表可知( ),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
6、DNA是转化因子 D说明DNA是主要的遗传物质,【思路点拨】 本题主要考查肺炎球菌的转化实验，解答本题可以从以下几点分析： 需要将S型细菌中的DNA、蛋白质、多糖荚膜等成分分离开，分别与R型细菌混合培养。 DNA酶能将DNA水解而使其失活。 分析结果时，注意实验中的对照原则。 【尝试解答】 C,【解析】 R型菌与S型菌的蛋白质混合后，只检测到R型菌，说明S型菌的蛋白质不能促使R型菌转化为S型菌，因此证明了蛋白质不是转化因子，A项错误。本实验的目的在于探究S型菌中转化因子的化学本质，而不是说明物质有没有酶的活性，B项错误。活R型菌与S型菌的DNA混合后，能检测到S型菌；而活R,型菌与经DNA酶处
7、理后的S型菌的DNA混合后，只检测到R型菌，通过对比可以证明S型菌的DNA就是转化因子，C项正确。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质，该实验只证明了DNA是遗传物质，不能证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，D项错误。,【互动探究】 (1)实验中培养得到了R型和S型两种细菌，它们的数量是否大致相等？为什么？ (2)题干中的实验能否说明S型细菌的性状是由DNA控制的？说出理由。 【提示】 (1)否。R型细菌数量多于S型细菌数量，因为发生转化的R型细菌较少。 (2)能。只有加入S型细菌DNA的培养基中，R型细菌才能发生转化，表现出S型细菌的性状，说明S型细菌的DNA控制其
8、性状。,3实验过程及结果 第一步：标记细菌 细菌含35S的培养基含35S的细菌 细菌含32P的培养基含32P的细菌 第二步：标记噬菌体 噬菌体含35S的细菌含35S的噬菌体 噬菌体含32P的细菌含32P的噬菌体,4结果分析 35S蛋白质外壳未进入宿主细胞内，而是留在细胞外。 32PDNA进入到了宿主细胞内。 5实验结论： 直接证明：DNA是遗传物质。 间接证明：DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性；DNA能控制蛋白质的生物合成。 不能证明：DNA是主要遗传物质，蛋白质不是遗传物质。,(2011年高考江苏卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( ) A分别用含有放射性同位素35
9、S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 B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 C用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质,【尝试解答】 _C_ 【解析】 不能用普通培养基培养噬菌体，A项错误。用标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后不能长时间保温培养，以防止细菌裂解释放噬菌体，从而干扰实验结果，B项错误。用35S标记噬菌体后，沉淀物中会具有少量放射性，可能是搅拌不充分所致，C项正确。本实验的两组对照表明，DNA是遗传物质，蛋白质在噬菌体亲子
10、代遗传物质的传递中没有起作用，D项错误。,【探规寻律】 解答同位素标记类题目时，需明确标记元素是何种化合物的特征元素，该化合物在相关的生命活动中去向如何。 本题中构成蛋白质的元素有C、H、O、N、S等，构成DNA的元素有C、H、O、N、P，其中S和P是区别蛋白质和DNA的标志性元素。,跟踪训练 若用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和32P C可在外壳中找到15N D可在DNA中找到15N、32P、35S,解析：选B。噬菌体侵染细菌时，侵入其体内的是噬菌体的D
11、NA。DNA中含有N和P，而不含S，DNA在亲子代间具有连续性，因此在子代噬菌体的组成成分中能找到放射性元素15N和32P。,1一切生物的遗传物质均是核酸，包括DNA和RNA (1)细胞生物的遗传物质都是DNA。 真核细胞和原核细胞的遗传物质均是DNA。 细胞核和细胞质内的遗传物质均是DNA。,(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。 含DNA的病毒的遗传物质是DNA，如T2噬菌体等。 含RNA的病毒的遗传物质是RNA，如流感病毒等。 2DNA是主要的遗传物质 就整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。就某种生物而言其遗传物质是DNA或RNA。,下列有关“D
12、NA是生物的主要遗传物质”的叙述正确的是( ) A所有生物的遗传物质都是DNA B真核生物、原核生物、大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA C动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此以外的其他生物遗传物质是RNA D真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA,【尝试解答】 _B_ 【解析】核酸是一切生物的遗传物质，其中绝大数生物(如原核生物、真核生物、含有DNA的病毒)的遗传物质是DNA；只有一些只含RNA和蛋白质的病毒(如烟草花叶病毒、禽流感病毒，脊髓灰质炎病毒、HRV、SARS病毒等)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,跟踪训练 下
13、列有关遗传物质的说法错误的是( ) A只含有RNA的生物，遗传物质是RNA B只含有DNA的生物，遗传物质是DNA C既含有DNA又含有RNA的生物，遗传物质是DNA和RNA D既含有DNA又含有RNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA,解析：选C。所有的由细胞构成的生物既含DNA，又含RNA，但只有DNA是遗传物质。一般情况下，病毒只含一种核酸，DNA或RNA，含哪种核酸，哪种核酸就是其遗传物质。,实验探究创新,遗传物质的研究方法 【例题展示】 请利用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。,设计方案 第
14、一步：从S型细菌中提取DNA； 第二步：配制符合要求的培养基，然后分别处理： 第三步：_；,第四步：_。 预测实验结果并得出结论： _。 通过你设计的实验，还能得出什么新的结论？ _。,【解析】根据对照原则，要验证促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA，根据提供的试剂可设计三组实验。即加S型细菌的DNA为实验组，不加任何物质及加入S型细菌的DNA和DNA酶两组为对照组，然后将R型细菌分别接种到三组培养基上培养，观察结果并进行比较分析获取结论。,【答案】 第二步：,第三步：将R型细菌分别接种到三组培养基上 第四步：将接种后的培养基装置放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察菌落的生长情况,A、C组未长出S型菌落，只有B组培养基中出现S型菌落；说明S型细菌的DNA分子可促使R型菌转化成S型菌 是完整的DNA，而不是DNA的碎片或化学组成单位使R型菌发生了转化；S型细菌的DNA的结构要保持完整才能使R型菌转化成S型菌,【实验链接】 肺炎球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都遵循了单一变量原则和对照原则。如设法把DNA、蛋白质、多糖等分开，各组培养基中分别只加入其中一种，形成相互对照，以增强结果的科学性和可信度。这为我们在今后的学习中进行实验的设计和分析等提供了方法和思路的指导与启发。,
