3.1DNA是主要的遗传物质学案

1、第1讲 DNA是主要的遗传物质 【基础自主梳理】一、对遗传物质的早期推测1 .主导观点：蛋白质是生物体的遗传物质。2. 对DNA的认识：(1) 生物大分子：由许多脱氧核苷酸聚合而成。(2) 基本组成单位一一脱氧核苷酸 化学组成：磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三部分。 种类：4种，差别在于含氮碱基的不同。思考感悟对遗传物质的早期推测与遗传物质的发现之间有什么关系？提示：遗传物质的发现是建立在早期推测和已有的生物学知识基础上的，这些对遗传物质的早期推测是科 学家进一步实验研究的前提和理论依据。二、肺炎双球菌的转化实验1. 肺炎双球菌2.格里菲思的体内转化实验(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。比

2、较项目、S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒性实验原理：S型细菌使小鼠患败血症。实验过程及现象注射 R型活细菌T小鼠T不死亡。 注射 S型活细菌T小鼠T死亡，小鼠体内有 S型活细菌。不死亡. 加热承死的S ®细菌空小钛胪型活価堂一 “假体内灼II热杀死的S型细曲惟射"飙 有S型话细苗挹塞S壁活细菌-(4)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成 R型细菌转化为S型细菌的 转化因子”3. 艾弗里及其同事的体外转化实验R型细菌、细菌培养基。DNA与其他物质分开，单独研究它们各自的功能。(1) 实验材料：S型和(2) 实验设计

3、思路：把(3) 实验过程及现象：S型” 细$r-DNA一蛋白质R型活培养基一R型菌Lda+dnaS&R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA提取后，与活的 R型细菌混合，再注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到(4)结论：DNA才是使思考感悟(1) 如果把S型活细菌的型细菌？(2)如果把S型活细菌的DNA提取后，直接注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到(3)格里菲思的体内转化实验的意义体现在哪里？提示：能； 不能；(3)格里菲思的体内转化实验最先向遗传物质是蛋白质观点提出了挑战，提出 了当时不同于大多数科学家观点的结论：三、噬菌体侵染细菌的实验S型细菌？DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物

4、质。1. 实验者：赫尔希和蔡斯。2. 实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。3. T2噬菌体的特点结构：外壳由蛋白质构成，头部含有(2)生活方式：寄生于大肠杆菌内。增殖特点：在自身 DNA的作用下,4. 实验方法：放射性同位素标记法。5. 实验过程及现象DNA。利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。(1) 标记细菌细菌+含35s的培养基T含 细菌+含32巳的培养基T含(2) 标记噬菌体噬菌体+含翌的细菌T含 噬菌体+含32巳的细菌T含(3) 噬菌体侵染细菌35S的细菌。32P的细菌。35S的噬菌体。32P的噬菌体。 越临 标记的喘®体菌独子代嚨国休中黑有 »空症的菌体十细

5、苗鱼叠于代需菌悴r"有6.实验表明DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。DNA来遗传的。(1) 噬菌体侵染细菌时，(2) 子代噬菌体的各种性状是通过亲代7.结论：DNA是遗传物质。思考感悟为什么用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA ？提示：通过对噬菌体中蛋白质和四、RNA是遗传物质的实验DNA的研究表明，仅在蛋白质中含有 S,而P几乎都存在于DNA分子中。3.结论：RNA是遗传物质。五、生物的遗传物质1. 材料：烟草花叶病毒。2. 过程及结果：烟草花叶病毒极少数病毒不含有 DNA，只含有蛋白质和 RNA，在这些病毒中 RNA是遗传物质。因为绝大多数生物 的

6、遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。思考感悟:具有细胞结构的生物体内既有 DNA又有RNA，两者都是核酸，又都是遗传物质吗 ？为什么？ 提示：DNA和RNA共同存在时，DNA是遗传物质，RNA是DNA转录产生的，它不是遗传物质。只有在 少数没有DNA存在的病毒中RNA才起遗传物质的作用。【要点归纳探究】要点一、肺炎双球菌转化实验分析协内转化宝验实雅者'搐里菲思艾福里及同*培养期萬,用小鼠（議内）用塔养基（.体外）实验原则R塑细S与S型细菌的奉 性对饋S型细菌咨成分作用的相 互对ffl实验结果加坯杀死的S型细繭能便1R型型细葡1S® 细® 的 DNA R

7、细菌一S型细葡实验结论S型堀菌炼内有"转化固 子”,S型细歯的DNA是遗传詢两实验联系.L所用材料相1同、都星肺嶷取球菌Rgfll S型E体内轉牝实验是基础,仅说明san细菌怵内有X转fc因子”.护拥转 化实验进一担证明转化因子”是DNA3.两实验都遵循对.蹴原则、单一飓tt原则【特别提醒】1.加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的 DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复其活性。 2.R型细菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。3.体内、体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照实验原则,各实验组互为对照，增

8、强了结论的说服力。【自主探究11用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡A.加热杀死的S型细菌B.缺乏多糖荚膜的R型活细菌C.加热杀死的S型细菌和缺乏多糖荚膜的R型细菌的混合物要点二、噬菌体侵染细菌的实验D.既缺乏多糖又加热杀死的R型细菌设计思務过程结果T|噬菌休*大肠杆曲故射性同僵素标记注（或示踪）S是蛋白歴特有元素，F是PKA待有元素，用不同 的放射性同位J»f井别标记DNA和壷白质，岂接单 独地去观它们前作用站一步：培推基+细菌一聘S栩记的厠菌 标记细菌严P培养S细菌f ”P麻记的细稱鲁二址：f噬菌休+"5标记的細菌S标记的噬菌it :詈丼（噬閨悴+引&

9、#39;标记的细凿标记的繭依第三趴 标记瑾菌悻侵- 染未标记蜩菌M'S噬菌怖理P噬菌体十细®II第叫步t醐 试敷射性f上清雜放射: 性高氓淀樹放 射性很低f上清放肘性 低汎淀敵 射性很高结果分析细菌体内有X土P 悴外无叫、色5标记的聯菌1外秃井未进入蜩菌内部，而號P标 佗的嗤莆体dna进人了细菌内部DMA是.具止的遗传物注：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】1.噬菌体侵染细菌实验说明： DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性；DNA能控制蛋白质的生物合成。2.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一一氨

10、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(起模板作用)的，也有利用细菌体内的原料 脱氧核苷酸新合成的。【自主探究2】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和在生长和繁殖的过程中， 能够指导蛋白质的合成， 具有贮存大量遗传信息的潜在能力。 结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制2. 生物体内遗传物质的判别H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标记蛋白质外壳要点三、肺炎双球菌转化实验和噬菌

11、体侵染细菌实验的比较相同点<D均使DNA和慣白质分开，亂独处理，观察它1 K1各自的柞用假晦类宴荻中DNA与强白质 井开的方式不同 都遵猫了对照原则 都睫证明DNA星遗传物®但不能还明 DNA是主委的遗传物质不 同 点方医 不同艾曲呢实验貞接分离：井离S型繭的DNA. 爹S*蛋白腫警，分别与R整菌 棍合培养牺繭冥验同位累标记法分别标记DNA和 蛋白质的核元素严P和不同i 肺炎収球菌转化实验的结世：证明DNA品 遗传物质.蚩白质不是遗蒔物匪 囉閑体侵染细菌实卷的结论：证明DNA是 遗传物质不脆证明蛋门质不是遗悻物膻凶 蚩口质般石进人酬帝体肉【自主探究3】噬菌体侵染细菌实验，直接和

12、间接地证明了DNA ()是生物体内的遗传物质 能进行自我复制，上下代保持连续性能控制蛋白质的合成是生物体内主要的遗传物质A. B. C. D. 要点四、生物的遗传物质1.作为遗传物质必须具备的4个条件能够精确地复制自己，使前后代具有一定的连续性。 从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。.并能遗传给后代。所有生物的遗传 弗是核酸耳有细胞的生物 (DXA与RNA井存DNA。RNA为ifi传fe质 未知DNA 病 蜗蚩J RNA病崔阮病雄一【特别提醒】1.一切有细胞结构的生物，遗传物质都是2. 生物的遗传物质是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言。3. 蛋白质不可能是遗

13、传物质的原因：（1）不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固定;（2）分子结构也不稳定（易变性）；（3）不能遗传给后代。【自主探究4】生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制细胞核和细胞质遗传的物质是A. DNA B.RNA C.DNA 和 RNA D.DNA 或 RNA【精典考题例析】类型一关于肺炎双球菌的转化实验4个实验:【例1】（2008 -江苏8）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下 S型菌的DNA + DNA酶T加入R型菌宀注射入小鼠 R型菌的DNA + DNA酶宀加入S型菌宀注射入小鼠 R型菌+ DNA酶T高温加热后冷却 T加入S型菌的DN爪 注射入小鼠 S型

14、菌+ DNA酶T高温加热后冷却T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存活、存活、存活、死亡B. 存活、死亡、存活、死亡C.类型二死亡、死亡、存活、存活关于噬菌体侵染细菌的实验D.存活、死亡、存活、存活【例2】有人试图通过实验来了解 H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图:一段时间后，检测子代 H5NI病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是选项族射性S元盍'P元素A全部无全邮吒全衢PB余部有全部劣数坛P,少散n PC少数有少数'*已参数，iPD全部有全認=5少STF 多STF【思路解析】 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外

15、面，只有核酸注入2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的 子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；例 3】下列有关遗传物质的描述错误的是A. 正常情况下，同一生物的不同组织,B. 正常情况下，同一生物的不同组织,（ ）DNA结构一定相同，数量也一定相同DNA结构一定相同，数量可能不同细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养（其DNA被32P标记），然后转移到含35S的宿主细胞32P（不具放射性），也有自身核酸（含32P）,故 病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。类型三生物的遗传物质C.细胞生物的遗传物质都是 DNAD.任何生物个体的遗传物

16、质只有一种【速效提升训练】一、选择题1. 用32P、35S标记的噬菌体去侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够在DNA中找到32P,而不能找到35S，此实验不能说明A.DNA能产生可遗传的变异B.DNA能自我复制 C.DNA是遗传物质D.DNA能控制蛋白质合成2. 将大肠杆菌放在含有 32P的培养基上扩大培养，取出大肠杆菌并用噬菌体侵染，当大肠杆菌解体后，32P的去向是()A.随大肠杆菌的解体而消失C.仅发现于噬菌体的 DNA中B. 发现于噬菌体的外壳和DNA分子中D. 仅发现于噬菌体的蛋白质中3. 如图是肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“ DNA是遗传物质，而蛋白质

17、等其他物质不是 遗传物质”的是()丸和雌a爾虜理迄躍細菌*昊荒R型鋼脊堆皴培养.砸堀菌型沁雲时R劇时迪生醴细菌A. B.C. D.4.1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了 DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了 S型细菌，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了A.B.C.D.©()5型细菌的性状由 DNA决定 在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入R型细菌细胞中 DNA 是遗传物质 S型细菌的DNA是遗传物质，R型细菌的DNA不是遗传物质 蛋白质和多糖不

18、是遗传物 质蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用5.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，发现细菌转化为S型细菌DNA，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R型细菌才转化为S型细菌6. 噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要()A.噬菌体的DNA和氨基酸B.噬菌体的

19、DNA和细菌的氨基酸C.细菌的DNA和氨基酸D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸HIV利A.组成蛋白质的原料8.用DNA酶处理过的B.构成核酸的原料S型细菌的DNA不能使C.营养成分D.无机盐R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述不正确的是( )A.这个实验是为了证实DNA的分解产物是不是遗传物质7. 噬菌体侵染细菌后可以使细菌死亡，HIV感染T细胞后可以造成 T细胞大量死亡，那么噬菌体和用细菌和T细胞中的物质的主要不同是(B.这个实验是为了从反面证明DNA是遗传物质C. 这个实验证实了 DNA的分解产物不是转化因子”D. 这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一9. 肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是A. 在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌B. 曲线ab段下降的原因是部分 R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭C. 曲线be段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D. S型细菌数量从0开始增加到一定值是由于R型细菌基因突变的结果10. (2009银川实验中学第三次月考20,改编)利用同位素作为示踪元素，标记特定的化合物以追踪物质运行和 变化过程的方法