第二单元 遗传的分子基础第1讲 DNA是主要的遗传物质最新考纲1.人类对遗传物质的探索过程 Ⅱ考纲解读1.两个经典实验的设计思路和结论分析一、 肺炎双球菌转化实验体内转化实验体外转化实验时间、人物1928年 英国科学家格里菲思1944年 美国科学家艾弗里和他的同事实验材料R型细菌R型活菌,S型细菌的DNA、蛋白质、多糖荚膜S型细菌实验设计思路将组成S型活细菌的各种物质分离提纯,并使其分别与R型活细菌混合培养,单独观察各种物质的作用实验过程Ⅰ将R型活菌注射到小鼠体内―→小鼠不死亡 R型活菌和SDNA混合培养―→既有R型菌,也有S型菌Ⅱ将S型活菌注射到小鼠体内―→小鼠死亡,分离S型细菌R型活菌和S蛋白质混合培养―→⑪只有R型菌Ⅲ将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内―→小鼠不死亡_R型活菌和S多糖荚膜混合培养―→⑫只有R型菌 Ⅳ将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内―→小鼠死亡,分离了S型细菌R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养―→只有R型菌结 论加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的转化因子SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质,即DNA是遗传物质,而蛋白质等不是遗传物质⑭联系1.体内转化实验是基础,仅说明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DNA2.两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则注意 ①格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S型菌的DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R型菌和S型菌都有,但是R型菌多。
②加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,但DNA氢键断裂变性失活后随温度降低又恢复活性(类似于PCR扩增)③转化导致的变异方式类似于转基因技术,故应界定为基因重组本考点的考查主要有三个方向:一是实验操作过程,二是实验的目的,三是考查探究性实验设计的基本思路和方法全国卷近几年没有命题,为冷考点二、噬菌体侵染细菌的实验1、实验材料:大肠杆菌、噬菌体(组成、生活方式、增殖过程、合成DAN和蛋白质的原料与场所)2、噬菌体侵染细菌实验的设计方法和思路①实验方法:放射性同位素标记法(或叫同位素示踪法)②实验思路:用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质,直接地、单独地去观察它们的作用3、过程及现象(1)标记大肠杆菌大肠杆菌+含35S的培养基―→含35S的大肠杆菌大肠杆菌+含32P的培养基―→含32P杆菌(2)标记T2噬菌体T2噬菌体+含35S的大肠杆菌―→含35S噬菌体T2噬菌体+含32P的大肠杆菌―→含32P噬菌体(3)噬菌体侵染大肠杆菌项目含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌搅拌、离心后上清液放射性:高放射性:低沉淀物放射性:低放射性:高细菌裂解后放出的T2噬菌体检测不到35S标记的蛋白质检测到32P标记的DNA4、实验表明(1)T2噬菌体侵染细菌时, 进入到细菌的细胞中,而 留在外面。
2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗传的5、结论: 是遗传物质,蛋白质未起到遗传作用一)噬菌体侵染细菌的实验分析1.实验思路及方法S是蛋白质特有的元素,P几乎都存在于噬菌体DNA分子中,用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质,直接地单独地观察它们各自的作用2.侵染特点及过程(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA,噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程提醒 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内,除噬菌体的DNA做模板起指导作用外,其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供3.结果及分析分 组结 果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体+细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内32P——DNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体+细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中35S——蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面由上表分析可知:噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”,即“DNA是遗传物质”(结论)提醒 该实验可同时证明:①DNA分子具有相对稳定性②DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性。
③DNA能控制蛋白质的生物合成都不能证明DNA分子产生可遗传的变异二)与肺炎双球菌转化实验的比较相同点1、均使DNA和蛋白质分开,单独处理,观察它们各自的作用,但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同2、都遵循了对照原则3、都能证明DNA是遗传物质,都不能证明DNA是主要的遗传物质不同点方法不同艾弗里实验直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养噬菌体侵染细菌实验同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)三、生物的遗传物质1.烟草花叶病毒侵染烟草实验(1)过程及结果烟草花叶病毒→RNA→烟草→烟草被感染烟草花叶病毒→蛋白质→烟草→烟草末被感染(2)结论:RNA是遗传物质2.主要的遗传物质(1)事实生物(2)结论:绝大多数生物的遗传物质都是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质★ 本考点高考命题多以实验分析选择题形式出现,涉及内容有:同位素标记法的应用,噬菌体的成分、结构与增殖,探究性实验设计的原则、方法等,题目有一定难度和区分度易错点评 噬菌体等病毒都是严格在活细胞内寄生并繁殖的,人工提供的培养基不能直接培养(并标记)病毒,必须用活细胞(寄主)培养(并标记)病毒。
因此“标记噬菌体”必须分两步进行!。