3.1基因的本质

1、易错突破合作探究自主预习易错突破合作探究自主预习易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代,大多数科学家认为,蛋白质是遗传物质人们已认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子,各种氨基酸可以按照不同的方式排列,形成不同的蛋白质。氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息。2.20世纪30年代,人们才认识到DNA是有许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子,脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种,每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意

2、识到DNA的重要性,但是由于对DNA分子的结构没有清晰的了解,认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四通过科学家对遗传物质的早期推测,你认为作为遗传物质应该具有什么特点?答案:种类具有多样性,能储存遗传信息,能准确地传递给子代。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验1.两种肺炎双球菌:一种类型为S型,特点是菌体有多糖类荚膜,菌落表面光滑,有毒性;一种类型为R型,特点是形成的菌落表面粗糙,无毒性。2.格里菲思的体内转化实验(1)实验过程及结果(2)实验推论:加热杀死的S型细菌中含有转化因子,

3、能将R型活细菌转化为S型活细菌。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四3.艾弗里等人的体外转化实验(1)目的:探究S型活细菌转化因子的化学本质。(2)实验过程和结果(3)实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验思路的设计关键是什么?答案:把DNA和蛋白质分开,单独研究它们的作用。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验1.T2噬菌体的结构:T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,其结构非常简单,仅由DNA和蛋白质两种物质组成。2.实

4、验方法:赫尔希和蔡斯采用了同位素标记法进行了实验,用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质。在新形成的噬菌体中能检测到32P,不能检测到35S。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四(1)选用细菌和噬菌体作实验材料的优点是什么?答案:个体小,结构简单。细菌是单细胞生物,病毒无细胞结构,只有核酸和蛋白质外壳。繁殖快。 (2)赫尔希和蔡斯能否用含有35S和32P的培养基直接培养噬菌体进行同位素标记?答案:不能。噬菌体为病毒,营寄生生活,必须依赖于活细胞才能生存。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四四、验证四、验证RNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验1.材料:烟

5、草花叶病毒。2.过程及结果3.结论:RNA是遗传物质。4.因为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。易错突破合作探究自主预习目标导航预习导引一二三四通过以上实验,科学家最终的结论是什么?答案:在绝大多数生物体中DNA是遗传物质,只有极少数只含RNA的病毒,遗传物质才是RNA。因此,DNA是主要的遗传物质。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用【例1】 在肺炎双球菌的转化实验中,能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计是()A.将无毒R型活细菌与有毒S型

6、活细菌混合后培养,发现R型细菌转化为S型细菌B.将无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养,发现R型细菌转化为S型细菌C.从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖,混合加入培养R型细菌的培养基中,发现R型细菌转化为S型细菌D.从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖,分别加入培养R型细菌的培养基中,发现只有加入DNA,R型细菌才转化为S型细菌易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用审题:本题考查证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计。解答本题要明确该实验的设计思路,即通过实验设计证明DNA是遗传物质,必须单独观察DNA的作用,并和其他成分作对照。解析:A项中由于S型活细菌内

7、各成分没有分开,不能证明是DNA使R型细菌转化为S型细菌。B项中的实验只能证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子,但不能证明转化因子就是DNA。C项中将S型细菌的DNA、蛋白质和多糖混合后加入培养基中,仍然分不清具体是哪种物质起了转化作用。D项中S型活细菌的各成分分开后,只有DNA使R型细菌转化为S型细菌,则证明DNA是遗传物质。答案:D易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用已知有荚膜的肺炎双球菌可使小鼠患败血症,无荚膜的肺炎双球菌对小鼠无害。从有荚膜的肺炎双球菌中提取出了DNA、蛋白质、多糖等物质,分别加入培养无荚膜细菌的培养基

8、中,并将培养液注射到小鼠体内,其结果不正确的是()解析:从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中,只有DNA才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌,使小鼠致死。A、B、C都正确。D中有DNA,但用DNA酶处理DNA分子,会使DNA分子分解,不能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌,小鼠应正常。 答案:D易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用1.格里菲思的体内转化实验只得出“S型细菌体内有转化因子”的结论,并没有具体证明哪种物质是遗传物质,最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里及其同事。2.加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中双螺旋解开,氢键断裂,但缓

9、慢冷却时,其结构可恢复。3.转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。4.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。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用【例2】 1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。(1)下图中锥形瓶内的培养液用来培养。 (2)如果让放射性同位素主要分布在图中

10、离心管的上清液中,则获得该实验中的噬菌体的培养方法是。 A.用含35S的培养基直接培养噬菌体B.用含32P的培养基直接培养噬菌体C.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体D.用含32P的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射性物质存在,这些放射性物质的来源可能是。 审题:从噬菌体侵染细菌的实验方法、实验过程及实验结果等方面分析。解析:(1)噬菌体只能寄生在活细胞中,不能用培养液直接培养噬菌体,培养液用来培养可被噬菌体寄生的大肠杆菌。(2)若在上清液中放射性

11、较高,说明是用35S标记蛋白质外壳,若在沉淀物中放射性较高,则说明是用32P标记DNA。(3)用32P标记噬菌体后,沉淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质,可能的原因是上清液中有没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用答案:(1)大肠杆菌(2)C(3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用下列关于“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35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B.分

12、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D.32P、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易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用解析:“噬菌体侵染细菌的实验”应分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌,再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大肠杆菌分别培养噬菌体得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌体,再让带标记的噬菌体分别侵染未带标记的大肠杆菌,进行短时间的保温培养;用35S标记的噬菌体

13、侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分导致部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍然吸附在大肠杆菌表面;35S、32P标记的噬菌体侵染实验只能说明DNA是遗传物质,不能说明蛋白质不是遗传物质。答案:C易错突破合作探究自主预习一二知识精要典题例解迁移应用噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的原因:保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性;保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液的放射性含量升高。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性

14、的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,离心时随细菌到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。易错突破合作探究自主预习易错点一易错点二易错点一易错点一:用用32P和和35S标记噬菌体时标记噬菌体时,应是分别标记应是分别标记,而不是标记在同一组噬菌体上。而不是标记在同一组噬菌体上。如果用32P和35S标记同一组噬菌体,则上清液和沉淀物中都能检测到放射性,不能形成对照,无法判断是哪种成分侵入大肠杆菌。【例1】 在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验,下列有关叙述正确的是()A.用32P标记T2噬菌体的蛋白质,用35S标记T2噬菌体的DNAB.

15、分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体进行侵染实验C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质易错突破合作探究自主预习易错点一易错点二解析:由于噬菌体的S元素仅存在于蛋白质中,而P元素几乎都存在于DNA分子中,因此实验中用32P和35S标记噬菌体进行实验。实验证明了DNA是遗传物质,而没有证明DNA是主要的遗传物质。培养T2噬菌体应使用大肠杆菌,而不能用含有充足有机物的完全培养基。答案:B易错突破合作探究自主预习易错点一易错点二易错点二易错点二:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物是遗传物质质,而不能证明而不能证明DNA是主要的遗传物质。是主