第五单元生物的遗传

第五单元：生物的遗传第五单元：生物的遗传 第十八讲 核酸是遗传物质的证据第十八讲 核酸是遗传物质的证据 高三生物第一轮复习 l考纲要求考纲要求 l考点梳理考点梳理 l考点突破考点突破 核酸是遗传物质的证据（ ） 高三备课组（高三备课组（ 2011届）届） 一、活体细菌转化实验：一、活体细菌转化实验： 1、从化学成分上讲，染色体 由由 、和蛋白质 组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。 2、 肺炎双球菌中， 菌株是唯一能够引起肺 炎或败血症的类型，原因是其菌体外面有的胶状 荚膜，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏；但是不致 病的菌长成的菌落表面粗糙，无荚膜保护。 3、科学首先进行了活体细菌转化实验： 过程：死的 S细菌 小鼠 R细菌 小鼠 S细菌（加热杀死） R细菌 小鼠 推测： S细菌中存在使 R细菌发生稳定的变异。 l考点梳理考点梳理 高三生物第一轮复习 DNA 高三备课组（高三备课组（ 2011届）届） RNA 光滑型（ S） 多糖类 粗糙型（ R） 存活 存活 死亡 转化因子 二、离体细菌转化实验：二、离体细菌转化实验： 1、实验过程： 从活的 S细菌中抽提、和 物质，分别与活的 R细菌混合，并进行悬浮培养。 2、实验结果： 只有其中的组分能够实现转化。 3、进一步实验： 用处理能起转化作用的样品，则不 再能发生转化。 4、结论： 一种细菌的掺入到另一种细菌中，能够引起稳 定的遗传变异。而且纯度越高，转化效率就越高。这些充分 说明：是遗传物质，其赋予了生物的遗传特性。 l考点梳理考点梳理 高三生物第一轮复习 高三备课组（高三备课组（ 2011届）届） DNA 蛋白质 荚膜 DNA DNA酶 DNA DNA DNA 三、烟草花叶病毒的感染和重建实验：三、烟草花叶病毒的感染和重建实验： 1、感染实验过程、现象和结论： 从烟草花叶病毒中提取各成分并分别感染烟草叶： 烟草叶不出现病斑 烟草叶出现病斑 烟草叶不出现病斑 结论：说明病毒进入叶子细胞后能繁殖正常后代。 2、重建实验及感染烟草叶的过程、现象和结论： TMV A的蛋白质 TMV B的 RNA 烟草叶出现病斑 TMV B的蛋白质 TMV A的 RNA 烟草叶出现病斑 结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于的株系 l考点梳理考点梳理 蛋白质 RNA RNA RNA酶 RNA B RNA A 遗传的基本功能单位，就是一段有功能的。 在大多数生物中即是一段，而在 RNA病毒则是一段 基因 核酸 DNA RNA 考点突破考点突破 DNA是主要遗传物质的研究过程是主要遗传物质的研究过程 高三生物第一轮复习 高三备课组（高三备课组（ 2011届）届） lDNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据 lRNA也是遗传物质的证据也是遗传物质的证据 lDNA是主要是主要 的遗传物质的遗传物质 知识结构知识结构 知识结构知识结构 DNA 遗传物质遗传物质 RNA （ RNA病毒）病毒） 染色体染色体 载载体体 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 细胞核细胞核 遗传遗传 细胞质细胞质 遗传遗传 （主）（主） 功能功能 单位单位 基因基因 研究和证明研究和证明 功功 能能 复制，传递遗复制，传递遗 传信息传信息 控制蛋白质控制蛋白质 合成，表达合成，表达 遗传信息遗传信息 种类种类 复制复制 转录转录 翻译翻译 蛋白质蛋白质复制 复制 逆转录逆转录 DNA是主要遗传物质的研究过程是主要遗传物质的研究过程 孟德尔：孟德尔： 遗传因子在体细胞中成对，在配子中成单遗传因子在体细胞中成对，在配子中成单 减数分裂减数分裂 和和 受精作用受精作用 研究研究 遗传物质存在于染色体上遗传物质存在于染色体上 蛋白质蛋白质 DNA遗传物质遗传物质 的特点的特点 分子结构相对稳定分子结构相对稳定 自我复制自我复制 控制蛋白质合成控制蛋白质合成 产生可遗传变异产生可遗传变异 DNA是遗传物质是遗传物质 推测推测 实验验证实验验证 肺炎双球菌肺炎双球菌 转化实验转化实验 噬菌体侵染噬菌体侵染 细菌实验细菌实验 TMV和和 HRV 转化实验转化实验 DNA是主要遗传物质是主要遗传物质 RNA是遗传物质是遗传物质 DNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 实验思路实验思路 将将 DNA和其他物质和其他物质 分开分开 ，单独、直接地观察，单独、直接地观察它们在遗传上的作用它们在遗传上的作用 设计原则设计原则 对照原则对照原则 处理方式处理方式 直接分离直接分离 同位素标记同位素标记 实验结论实验结论 DNA是遗传物质，是遗传物质， 蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质是遗传物质 (但不能但不能证明蛋白质不是遗传物质证明蛋白质不是遗传物质 ) 所有真核生物所有真核生物 和和 原核生物原核生物 ，细胞内同时具有，细胞内同时具有 DNA和和 RNA，此时，此时 DNA示遗传物质；示遗传物质； nDNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 在没有在没有 DNA的某些的某些 RNA病毒病毒 中，中， RNA是遗传物质是遗传物质 需要需要 大量类似实验大量类似实验 证明证明 课堂练习课堂练习 肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 R型菌型菌不死亡不死亡 S型菌型菌死亡死亡 S型菌杀死型菌杀死不死亡不死亡 注射注射 入小入小 白鼠白鼠 注射注射 入小入小 白鼠白鼠 死亡死亡 提取提取 S型菌型菌 S型菌型菌 分分 离离 S型菌荚膜型菌荚膜 S型菌蛋白质型菌蛋白质 S型菌型菌 DNA 分别加分别加 入含有入含有 R型菌型菌 的培养的培养 基基 R型菌型菌 R型菌型菌 R型菌和型菌和 S型菌型菌 格里菲思：格里菲思： 艾弗里：艾弗里： 结论：结论： S型菌的型菌的 DNA将部分将部分 R型菌转化为型菌转化为 S型菌型菌 肺炎双球菌的遗传肺炎双球菌的遗传 物质是物质是 DNA （体内转化）（体内转化） （体外转化）（体外转化） 结论：结论： 加热杀死的加热杀死的 S型菌中含有某种转化因子型菌中含有某种转化因子 课堂练习课堂练习 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 （同位素示踪法）（同位素示踪法） n侵染过程侵染过程 吸附吸附 注入核酸注入核酸 合成核酸和蛋白质合成核酸和蛋白质 组装组装 释放释放 n实验过程实验过程 （ 同位素示踪法）同位素示踪法） 标记细菌标记细菌 标记噬菌体标记噬菌体 细菌细菌 含含 35S的培养基的培养基 含含 32P的培养基的培养基 含含 35S的细菌的细菌 含含 32P的细菌的细菌 分别分别 培养培养 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 n实验结论实验结论 含含 35S（ 蛋白质蛋白质 ） 的噬菌体的噬菌体 含含 32P（ DNA） 的噬菌体的噬菌体 分别侵分别侵 染细菌染细菌 搅拌搅拌 离心离心 子代噬菌体中子代噬菌体中 无无 35S 子代噬菌体中子代噬菌体中 有有 32P 上清液上清液 放射性很高放射性很高 沉淀物沉淀物 放射性很高放射性很高 噬菌体中噬菌体中 的遗传物质是的遗传物质是 DNA 噬菌体噬菌体 含含 35S的噬菌体的噬菌体含含 32P的噬菌体的噬菌体含含 35S的细菌的细菌含含 32P的细菌的细菌分别分别侵染侵染 课堂练习课堂练习 烟草花叶病毒和车前草病毒转化实验烟草花叶病毒和车前草病毒转化实验 TMV（ 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 ） HRV（ 车前草病毒）车前草病毒） 侵染侵染 烟草烟草 特定病斑特定病斑 A 侵染侵染 烟草烟草 特定病斑特定病斑 B 分离分离 蛋白质外壳蛋白质外壳 RNA 侵染烟草侵染烟草 侵染烟草侵染烟草 无病斑无病斑 A 特定病斑特定病斑 A 分离分离 分离分离 蛋白质蛋白质 外壳外壳 RNA “组合组合 ”病毒病毒 侵染侵染 烟草烟草 特定病斑特定病斑 B 提取提取 HRV实验过程：实验过程： 结论：结论： TMV和和 HRV的遗传物质是的遗传物质是 RNA 课堂练习课堂练习 练习（练习（ DNA是主要的遗传物质）是主要的遗传物质） 1.下列是对下列是对 DNA是主要的遗传物质说法的理解，其中正确的是是主要的遗传物质说法的理解，其中正确的是 A.生物体多数性状是由生物体多数性状是由 DNA控制的，少数是由控制的，少数是由 RNA控制的控制的 B.生物体细胞核遗传由生物体细胞核遗传由 DNA控制，细胞质遗传由控制，细胞质遗传由 RNA控制控制 C.DNA和和 RNA共同控制生物性状，但是共同控制生物性状，但是 DNA起主要作用起主要作用 D.多数生物遗传物质是多数生物遗传物质是 DNA，少数生物遗传物质是，少数生物遗传物质是 RNA 【 答案：答案： D】 2. SARS病原体是一种冠状病毒，其遗传物质是一条单链病原体是一种冠状病毒，其遗传物质是一条单链 RNA， 下列关于下列关于 SARS病毒的叙述中，正确的是病毒的叙述中，正确的是 A. 可独立生活和复制可独立生活和复制 B. DNA和和 RNA同时存在同时存在 C. 能在寄主细胞内合成多种蛋白质能在寄主细胞内合成多种蛋白质 D. 含有简单的细胞器含有简单的细胞器 【 答案：答案： C】 练习（细菌转化实验）练习（细菌转化实验） 1.将分离后的将分离后的 R型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与 S型无荚型无荚 膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其 体内分离出来的仍是体内分离出来的仍是 S型肺炎双球菌。将分离后的型肺炎双球菌。将分离后的 R型肺炎双型肺炎双 球菌的球菌的 DNA与与 S型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠 死亡，并从体内分离出来了死亡，并从体内分离出来了 R型有荚膜的肺炎双球菌。以上型有荚膜的肺炎双球菌。以上 实验说明实验说明 A.R型和型和 S型肺炎双球菌可以互相转化型肺炎双球菌可以互相转化 B.R型的蛋白质外壳可诱导型的蛋白质外壳可诱导 S型转化为型转化为 R型型 C.R型的型的 DNA可诱导可诱导 S型转化为型转化为 R型，说明了型，说明了 DNA是遗传物质是遗传物质 D.R型的型的 DNA可使小鼠致死可使小鼠致死 【 答案：答案： C】 练习（练习（ 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 1） 1.某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，分别用同位素某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，分别用同位素 32P和和 35S做做 了标记了标记 (见下表，假设标记成分占见下表，假设标记成分占 100 )： 噬菌体成分噬菌体成分 细菌成分细菌成分 核苷酸标记核苷酸标记 32P 31P 氨基酸标记氨基酸标记 32S 35S 此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特 性均相同。请分析：性均相同。请分析： (1)子噬菌体的子噬菌体的 DNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ； (2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ； (3)这一实验这一实验 证明了证明了 DNA是遗传物质。还具体证明了（是遗传物质。还具体证明了（ ） DNA能自我复制能自我复制 DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 DNA能控制蛋白质的合成能控制蛋白质的合成 DNA分子结构的相对稳定性分子结构的相对稳定性 35S 32P、 31P 练习（练习（ 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 2） 2.噬菌体侵染细菌的实验可以证明噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA分子的特征之一是分子的特征之一是 A .结构稳定结构稳定 B . 能自我复制能自我复制 C . 结构的多样性结构的多样性 D . 能产生变异能产生变异 3.用噬菌体去侵染含有用噬菌体去侵染含有 15N标记的细菌，待细菌解体后标记的细菌，待细菌解体后 15N应应 A随细菌细胞的解体而消失随细菌细胞的解体而消失 B发现于噬菌体的外壳和发现于噬菌体的外壳和 DNA中中 C发现于噬菌体的发现于噬菌体的 DNA中中 D发现于噬菌体的外壳中发现于噬菌体的外壳中 4.利用同位素示踪法标记噬菌体并侵染细菌时，应该利用同位素示踪法标记噬菌体并侵染细菌时，应该 A分别用分别用 15N和和 32P标记同一噬菌体的蛋白质和标记同一噬菌体的蛋白质和 DNA B分别用分别用 15N和和 32P标记不同噬菌体的蛋白质和标记不同噬菌体的蛋白质和 DNA C分别用分别用 35S和和 32P标记同一噬菌体的蛋白质和标记同一噬菌体的蛋白质和 DNA D分别用分别用 35S和和 32P标记不同噬菌体的蛋白质和标记不同噬菌体的蛋白质和 DNA 【 答案： B】 【 答案： B】 【 答案： D】 练习（练习（ RNA是遗传物质是遗传物质 1） 4、烟草花叶病毒（、烟草花叶病毒（ TMV）和车前草病毒（）和车前草病毒（ HRV）均为能感染）均为能感染 烟叶，使之出现感染斑的烟叶，使之出现感染斑的 RNA病毒，都可因苯酚的处理而发生病毒，都可因苯酚的处理而发生 RNA和蛋白质的分离，由于亲缘关系很近，两者能重组。分别和蛋白质的分离，由于亲缘关系很近，两者能重组。分别 用它们的用它们的 RNA和蛋白质形和蛋白质形 成杂种病毒去感染烟叶。成杂种病毒去感染烟叶。 烟叶被不同病毒成分感染烟叶被不同病毒成分感染 如右图。如右图。 TMV的蛋白质感染的蛋白质感染 TMV的的 RNA感染感染 HRV的蛋白质感染的蛋白质