生物中图版学案：第三单元第一章第一节遗传物质的发现

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一节遗传物质的发现1．总结人类对遗传物质的探索过程.2．分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路。3．探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。一、遗传物质在染色体上生物的体细胞中染色体成对存在，每对染色体中的一个来自父方一条来自母方.细胞减数分裂时,同源染色体相互分开,独立进入配子，而非同源染色体进入配子时自由组合.染色体的这种行为与孟德尔杂交实验中遗传因子的行为具有完全平行关系,结合其他科学家的研究，我们认识到，染色体就是遗传物质的载体。二、DNA是主要的遗传物质1．肺炎双球菌的类型（1)R型细菌:菌落粗糙，菌体无多糖类的荚膜,是没有毒性的球形菌。（2）S型细菌：菌落光滑，菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的球形菌。2．肺炎双球菌的转化实验(1）将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡.（2)将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症而死亡。(3）将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。（4）将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。3．肺炎双球菌的体外转化实验从S型活细菌中提取蛋白质、DNA和其他物质等，分别加入到所培养的R型细菌中，发现只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。对DNA用DNA酶处理,R型细菌不能转化为S型细菌.4．噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体是一种病毒,主要由蛋白质外壳和内部的DNA构成。科学家用35S标记噬菌体外壳蛋白,用32P标记噬菌体DNA.然后,分别用标记后的噬菌体侵染细菌。培养一段时间后，发现用32P标记的噬菌体产生的新噬菌体中有放射性，而用35S标记的噬菌体的子代噬菌体未发现放射性。5．实验分析格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”，艾弗里通过肺炎双球菌的体外转化实验证明“转化因子”是DNA.肺炎双球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验也证明了DNA是遗传物质。思考：肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验揭开了遗传物质的神秘面纱，生物的遗传物质是什么？实验成功的原因是什么？提示：揭示了遗传物质是DNA。实验成功的原因是设计的实验程序科学严格，遵循了单一变量原则和对照原则。科学家在实验过程中把DNA和蛋白质分开，单独地去观察它们的作用。三、证明RNA是遗传物质的实验1．烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和RNA，无DNA。2．结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不是蛋白质。四、生物的遗传物质1．在具有细胞结构的生物体内，不论是真核生物还是原核生物，都有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质是DNA。2．在非细胞结构的生物体（病毒）内，只有一种核酸，即DNA或RNA。只含DNA的病毒，遗传物质是DNA，如噬菌体。极少数只含RNA的病毒，遗传物质是RNA，如烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、肝炎病毒等。3．绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，所以针对整个生物界来说,DNA是主要的遗传物质.1．分析肺炎双球菌的转化实验（1）肺炎双球菌的体内转化实验.研究人英国科学家格里菲思过程和结果a．R型活细菌eq\o(→,\s\up7(注射）)小鼠活；b．S型活细菌eq\o(→,\s\up7（注射)）小鼠死；c．加热杀死的S型活细菌eq\o（→，\s\up7（注射))小鼠活；d．R型活细菌＋加热杀死的S型活细菌eq\o（→，\s\up7（注射))小鼠死eq\o（→，\s\up7（分离）)S型活细菌分析a组结果说明R型细菌无毒性；b组结果说明S型细菌有毒性；c组结果说明加热杀死的S型细菌已失活；d组小鼠死亡,证明R型无毒细菌已转化为S型有毒细菌，说明S型死细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质结论已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌（主要通过d组证实）（2)肺炎双球菌的体外转化实验。研究人美国科学家艾弗里过程和结果分析S型细菌的DNA使R型细菌发生转化；S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化结论S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”,即DNA是遗传物质肺炎双球菌的体内转化实验,只能说明被杀死的S型细菌中含有“转化因子”，但不能说明“转化因子”是什么；艾弗里等人将S型细菌中的DNA、蛋白质和多糖等物质分离开来,分别观察它们各自的作用，结果发现只有DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，从而说明DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质.2．分析噬菌体侵染细菌的实验（1）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，所以要标记噬菌体就要通过标记大肠杆菌来实现.（2）实验过程及结果和结论。①用35S标记噬菌体eq\o(→，\s\up7(侵染））未标记细菌eq\o(→，\s\up7（培养))搅拌离心eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（上清液（蛋白质外壳）放射性很高，沉淀物（细菌)放射性很低))细菌裂解子代噬菌体（无放射性35S）②用32P标记噬菌体eq\o(→,\s\up7(侵染))未标记细菌eq\o（→，\s\up7(培养））搅拌离心eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(上清液(蛋白质外壳）放射性很低，沉淀物(细菌)放射性很高))细菌裂解子代噬菌体(射性32P)结论：在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA而不是蛋白质，即DNA是遗传物质。在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明:仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中.题型一传物质【例题1】下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（）。A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸解析：豌豆的遗传物质是DNA，A项错误。酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有DNA,B项正确。T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素，C项错误。HIV的遗传物质是RNA，其水解后产生4种核糖核苷酸，D项错误。答案：B反思领悟：凡是具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，病毒没有细胞结构,只有一种核酸，这种核酸就是该病毒的遗传物质。题型二菌的转化实验【例题2】（2011·广东理综）艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知（)。实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(经DNA酶处理）R型A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子D．①～④说明DNA是主要的遗传物质解析:①中R型菌中加入S型菌的蛋白质，没有S型菌生长，证明蛋白质不是转化因子；②中加入S型菌的荚膜多糖，没有S型菌生长,证明荚膜多糖不是转化因子，也没有催化作用,因此无酶活性;③中加入DNA，培养皿中长出了S型菌，证明DNA是转化因子；④中加入经DNA酶处理的DNA,DNA酶分解DNA，无S型菌，进一步证明DNA是转化因子，①~④说明DNA是遗传物质,不能说明其是主要的遗传物质。答案:C题型三染细菌的实验【例题3】赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌"实验时，应用了放射性同位素标记技术。下列相关说法不正确的是（）。A．利用放射性同位素标记技术的目的是追踪T2噬菌体DNA和蛋白质分子的去向B．用35S标记蛋白质是由于T2噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中C．用含32P的肉汤培养基培养T2噬菌体获得DNA被标记的T2噬菌体D．检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质解析:噬菌体中DNA可用32P标记，但因噬菌体为病毒，不能直接在培养基上培养，应先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养噬菌体使其带上32P的标记。答案:C1用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，进入细菌体内的成分有（）.A．35SB．32PC．35S和32PD．不含35S和32P解析:用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA,在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内.答案：B2下列有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验异同点的叙述，正确的是（）。A．实验材料都是原核生物B．都利用了放射性同位素标记法C．都能证明DNA是主要的遗传物质D．实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开解析:噬菌体为病毒，不是原核生物，A项错误。肺炎双球菌转化实验利用