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1、第19讲 DNA是主要的遗传物质,走进高考 第一关：教材关,DNA是主要的遗传物质 遗传物质的主要载体是 ：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，且绝大部分位于染色体上，所以,染色体便成为DNA的主要载体, 无毒R活菌小鼠( ),有毒S活菌小鼠( ),有毒S死菌小鼠( ),R活菌S死菌小鼠( ) 结论：_,染色体,不死亡,死亡,不死亡,死亡,DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质,DNA是主要的遗传物质噬菌体基本结构外壳：蛋白质,内部：DNA分子过程及结论亲代噬菌体,寄主细胞内,子代噬菌体,实验结论,32P标记,DNA,有32P标记,DNA,有32P标记,DNA,35S标记,蛋白质,无35S标记,
2、蛋白质,外壳蛋白,无35S标记,DNA分子具有连续性，是遗传物质 结论： 是主要的遗传物质(经过大量实验证实)， 是极少数生物(如烟草花叶病毒)的遗传物质,DNA,RNA,解读高考 第二关：考点关,考点1 DNA是遗传物质的直接证据肺炎双球菌转化实验 1.实验原理 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的两个经典实验。这两个著名实验的设计思路和原理基本相同，即设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用，从而证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。,2.实验过程 1928年格里菲思实验：,1944年艾弗里实验：,3.结论：DNA是遗传物质，
3、蛋白质不是遗传物质,特别提醒：(1)在格里菲思实验中。S型细菌体内的DNA热稳定性高，当与R型细菌混合培养时，S型细菌DNA进入R型细菌体内，这叫DNA的转导。其结果在S型细菌的DNA的控制下，利用R型细菌体内的化学成分，合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组成了具有毒性的S型细菌。,(2)本实验体现了一个完整的科学发现过程，即发现问题提出假说实验验证得出结论。格里菲思的工作相当于前两步，艾弗里的工作相当于后两步。,(3)加热杀死的S型细菌能使R型活细菌发生转化的原因：加热到一定温度，蛋白质的分子结构(空间结构)会被破坏而变性，从而丧失生物活性。而蛋白质是一切生命活动的体现者和主要承担者，因此
4、，加热引起蛋白质变性是导致S型细菌死亡的原因。实验表明，把DNA溶液加热至沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，部分分离的单链又可得以重聚，恢复其双螺旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致DNA变性。,例析1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DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠 R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠 R型菌DNA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
5、，存活，存活 D.存活，死亡，存活，存活,解析：中DNA酶能够将DNA水解成脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸不是遗传物质，不能够将R型转化为S型细菌，因此小鼠能够存活；中本来就是有毒的S型，因此小鼠死亡；由于高温加热，可导致R型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是S型菌的DNA，因此小鼠存活；由于高温加热导致S型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是R型菌的DNA，因此小鼠存活。,答案：D,互动探究1：R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血病。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。
6、,实验器材、用具：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。 艾弗里等人先做了以下三组实验：S型细菌的蛋白质R型活细菌 R型菌落；S型细菌荚膜中的多糖R型活细菌 R型菌落；S型细菌的DNAR型活细菌 R型菌落S型菌落。,(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照中表达式格式写出第四组实验方法和结果： _。,S型细菌的DNADNA水解酶R型活细菌 R型菌落,(2)上述实验可以得出的结论是_。,DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质,(3)该实验最关键的设计思路是_。,(4)肺炎双球菌具有的细胞器是 ，其控制遗传性状的基因主要位于 中。,核糖体,拟核,考点
7、2 噬菌体侵染细菌的实验过程,注：上清液中含未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体外壳，沉淀物中含被感染的细菌。,特别提醒：噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料氨基酸全部来自细菌，而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的，也有利用细菌体的原料脱氧核苷酸新合成的。,例析2有人模仿科学家赫尔希和蔡斯所做的“T2噬菌体侵染细菌的实验”设计了下列实验(如图示)，试图证明“噬菌体的遗传物质是DNA”。,结果：几乎所有的32P位于沉淀物中的大肠杆菌细胞内。 结论：以上实验说明的“T2噬菌体中， 亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质”。 我们认为，仅用该实验步骤还
8、不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤，并预测结果。,(1)步骤 标记：将大肠杆菌放在含35S的培养基中培养一段时间，然后用_。 侵染：用35S标记的T2噬菌体侵染_ _。 搅拌：把噬菌体和大肠杆菌的混合液放到搅拌器中搅拌，使吸附在大肠杆菌细胞壁上的_脱落下来。,T2噬菌体侵染大肠杆菌，使35S标记T2噬菌体的蛋白质外壳,未标记的大肠杆菌，混合10 min,噬菌体外壳,离心：以1000 r/min的速度转动，由于_ _，而噬菌体则存在于_，从而使噬菌体和细菌相互分离开。 检测和记录结果：_。,离心时可以使大肠杆菌沉淀下来,上清液中,分别测定沉淀物和上清液中的放射性
9、示踪元素,噬菌体比细菌轻，,(2)结果预测：_。,几乎所有的35S位于上清液中的噬菌体外壳内,解析：噬菌体是由DNA和蛋白质的外壳组成，本实验只证明了DNA的作用，而不能证明蛋白质的去向，故应再做一实验证明蛋白质的作用，具体操作如下： 标记：将大肠杆菌放入含35S的培养基中培养一段时间，然后用T2噬菌体侵染大肠杆菌，使35S标记T2噬菌体的蛋白质。侵染：用被35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，混合10分钟。,搅拌：把噬菌体和大肠杆菌的混合液放到搅拌器中搅拌，使吸附在大肠杆菌细胞壁上的噬菌体外壳脱落下来。离心：以1000转/分的速度转动，由于噬菌体比细菌轻，离心时可以使大肠杆菌沉淀下来，
10、而噬菌体则存在于上清液中，从而使噬菌体和细菌相互分离开来。检测和记录结果：分别测定沉淀物和上清液中的放射性示踪元素。结果预测：几乎所有的35S位于上清液中的噬菌体外壳内。,互动探究21：下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是( ) A.证明DNA是“注入”细菌体内的物质，可用同位素32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质 B.侵染过程中的“合成”阶段，以噬菌体的DNA为模板，而氨基酸、核苷酸、ATP、酶、场所等条件均由细菌细胞提供 C.搅拌的目的是为了分离噬菌体的DNA和蛋白质 D.若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含31P的D
11、NA占子代DNA总数的比例为1,解析：搅拌是为了将噬菌体未注入部分和噬菌体分离。任何病毒一旦离开活的细胞，都不能单独地进行生命活动，因为只有依靠细胞为它提供各种原料、能量、酶及场所它才能表现出各项生命活动。DNA复制是半保留复制，不管复制多少次，子代的每一个DNA分子中至少有一条是重新合成的。,答案：C,互动探究22：为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为( ) A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌 B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌 C.将一组噬菌体用32P和35S标记 D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳,答案：D,解析：用32P和3
12、5S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一个成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，都有放射性，也无法判断是哪一个成分发挥作用。,考点3 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 这两个实验都是证明DNA是生物的遗传物质的直接实验证据，两者在实验设计、实验结论等方面既有共同性也有细微的差别。,2.两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则 (1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照：,(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照：,特别提醒：两实验最终都证明了DNA是遗传物质。 噬
13、菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。 两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。 通过两个实验可以体现出DNA作为遗传物质的以下特点： a.稳定性；b.可以自我复制，保持连续性；c.可以指导蛋白质合成。,例析3(2009广东，9)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是( ) A.重组DNA片段，研究其表型效应 B.诱发DNA突变，研究其表型效应 C.设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D.应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递,解析：两实验的共同点是把DNA和蛋白质分开，分别研究其各自的效应，遵循单一变量原则，所以C对；A项中，重组DNA片段，在赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中没有体现；B项中，没有诱发DNA突变；D项中，艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验没有用同位素示踪技术。,答案：C,互动探究3：下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：,(1)分析图A可以看出，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将 ，原因是_
