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,第六單元 遺傳的物質基礎,第一講 DNA是主要的遺傳物質,,一、肺炎雙球菌轉化實驗 1．體內轉化實驗——格里菲思 (1)實驗過程及結果：,［知識梳理］,R型活細菌,死亡,不死亡,(2)結論：加熱殺死的S型細菌中含有“轉化因子”，將無毒的R型活菌轉化為有毒的S型細菌。,S型活細菌,R型活細菌,R型活細菌,R型活細菌,2．體外轉化實驗——艾弗里 (1)實驗過程及結果：,(2)結論：S型細菌的DNA是使R型細菌發(fā)生轉化并產生穩(wěn)定遺傳的物質。 二、噬菌體侵染細菌實驗 1．噬菌體結構及增殖,外殼,S,DNA,P,寄生,合成（組裝）,含35S的,大腸桿菌,噬菌體,含32P的,大腸桿菌,噬菌體,(2)侵染細菌,高,高,低,低,3.結論：在噬菌體中，保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質是 ，即 是遺傳物質。 【警示】 與艾弗里實驗比較，兩者共同的實驗設計思路是設法把DNA與蛋白質等其他物質分開，單獨地直接地觀察它們各自的作用。,DNA,DNA,三、RNA也是遺傳物質的實驗 1．實驗材料 煙草花葉病毒和煙草，煙草花葉病毒的組成是蛋白質和RNA。 2．過程及結果,3．實驗結果分析與結論 煙草花葉病毒的 能自我復制，控制生物的遺傳性狀，因此 是它的遺傳物質。,RNA,RNA,,,,,,,,,,四、連線表示生物類型與遺傳物質種類的關系,判斷下列說法的正誤。 1．格里菲思的體內轉化實驗證明了DNA是遺傳物質。(2014·南京模擬)( ) 2．艾弗里的體外轉化實驗采用了物質提純、鑒定與細菌體外培養(yǎng)等技術。(2014·大連模擬)( ),［自主檢測］,,,×,√,3．赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，證明了DNA的半保留復制。(2014·江蘇)( ) 4．T2噬菌體可利用寄主體內的物質大量增殖。(2013·海南)( ) 5．噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌轉化實驗更具說服力。(2012·江蘇)( ),×,√,√,6．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質。(2011·江蘇) ( ) 7．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。(2011·江蘇)( ) 8．噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細胞中。(2012·上海) ( ),×,√,√,考點一 肺炎雙球菌的轉化實驗,【核心突破】,1．體內和體外轉化實驗的比較,,,2.肺炎雙球菌轉化實驗中的相互對照,相互對照時每組均既是實驗組又是對照組，每個實驗組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結論必須由幾組實驗結果對比得出。 【拓展】 肺炎雙球菌轉化的實質和影響因素 (1)在加熱殺死的S型細菌中，其蛋白質變性失活，但不要認為DNA也變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時，其結構可恢復。,(2)轉化的實質并不是基因發(fā)生突變，而是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現了基因重組。 (3)在轉化過程中并不是所有的R型細菌均轉化成S型細菌，而是只有少部分R型細菌轉化為S型細菌。原因是轉化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。,【命題預測】,考向預測 肺炎雙球菌轉化實驗的分析及結論,1. (2011·廣東高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。從表可知,A.①不能證明 S 型菌的蛋白質不是轉化因子 B．②說明 S 型菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說明 S 型菌的 DNA 是轉化因子 D．①～④說明 DNA 是主要的遺傳物質,解析 由①、②、③組相比較可知DNA是S型細菌的轉化因子，再通過④組可進一步證明DNA是S型細菌的轉化因子，而蛋白質、多糖以及DNA水解產物都不是S型細菌的轉化因子，A錯誤、C正確；從表中不能得出B項的結論；表中信息不能說明DNA是S型細菌的主要遺傳物質，D錯誤。 答案 C,2．利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法錯誤的是,A．通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質 B．F組可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌 C．F組產生的S肺炎雙球菌可能是基因重組的結果 D．能導致小鼠死亡的是A、B、C、D四組,解析 從圖示實驗過程看出，通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質，F組加入了S菌的DNA，可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌，而S肺炎雙球菌可能是基因重組的結果。A組經煮沸、D組為R菌，均不能導致小鼠死亡，D項錯誤。 答案 D,【方法規(guī)律】 肺炎雙球菌體內和體外轉化實驗中的對照 在格里菲思的實驗中，分別用活的S型和R型細菌注射小鼠形成對照，加熱殺死的S型細菌單獨注射和與R型活細菌混合培養(yǎng)形成對照。在艾弗里的體外轉化實驗中，DNA、蛋白質、多糖等物質之間形成對照，而DNA與DNA酶處理產物之間也形成對照。,考點二 噬菌體侵染細菌的實驗,1．噬菌體的增殖 (1)模板：噬菌體DNA。 (2)合成DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。,【核心突破】,(3)合成蛋白質,2．實驗誤差分析 (1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因： ①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，上清液中出現放射性。 ②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現放射性。 (2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體仍吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。,3．與肺炎雙球菌的體外轉化實驗的比較,,,【易混易錯】 噬菌體侵染細菌實驗中的標記誤區(qū) 1．該實驗不能標記C、H、O、N這些DNA和蛋白質共有的元素，否則無法將DNA和蛋白質區(qū)分開。 2．35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，因為放射性檢測時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性。,【命題預測】,,,,,考向預測一 噬菌體侵染細菌實驗分析,3．(2014·南昌三月聯考)在“噬菌體侵染細菌”的實驗中相關的方法與結果正確的是 A.若32P標記組的上清液有放射性，則只可能原因是攪拌不充分 B．未標記的噬菌體在含32P標記的細菌體內復制三次，其子代噬菌體中含32P的個體占3/4 C．用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體，用以標記35S D．分別用含35S和含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用此細菌培養(yǎng)出帶相應標記的噬菌體,解析 若32P標記組的上清液有放射性，可能原因是攪拌時間太早，噬菌體的DNA沒有注入細菌，或攪拌時間太遲，細菌已部分裂解，A錯誤；由于DNA復制是半保留復制，原料都來自細菌，所以子代噬菌體中含32P的個體占100%，B錯誤；噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能獨立生活，所以不能用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體，C錯誤；由于噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能獨立生活，所以要分別用含35S和含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用此細菌培養(yǎng)出帶相應標記的噬菌體，D正確。 答案 D,4．(2014·臨沂質檢)赫爾希和蔡斯做噬菌體侵染細菌實驗時，分別用放射性同位素標記的噬菌體去侵染未標記的細菌，若噬菌體在細菌體內復制了三代，則下列說法正確的是 A．標記噬菌體的方法是分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．含有32P的子代噬菌體和含有35S的子代噬菌體分別占子代噬菌體總數的1/4和0 C．上述過程中噬菌體的遺傳信息流動方向是：RNA→DNA→RNA→蛋白質 D．噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質,【解題關鍵】,解析 噬菌體是病毒，不能在培養(yǎng)基中獨立生存，A錯誤；噬菌體侵染細菌時，只有DNA注入細菌并作為模板控制子代噬菌體的合成，而合成子代噬菌體所需的原料均由細菌提供，因此子代噬菌體中都不含35S，但DNA復制方式為半保留復制，因此復制3代后，子代噬菌體中含32P的比例為1/4，B正確；噬菌體是DNA病毒，其遺傳信息的流動方向是DNA→RNA→蛋白質，C錯誤；噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是遺傳物質，D錯誤。 答案 B,考向檢測二 實驗誤差的分析 5．在證明DNA是生物遺傳物質的實驗中，用35S標記的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，下列對于沉淀物中含有少量放射性物質的解釋，正確的是 A．經攪拌與離心后有少量含35S的T2噬菌體吸附在大腸桿菌上 B．離心速度太快，含35S的T2噬菌體有部分留在沉淀物中 C．T2噬菌體的DNA分子上含有少量的35S D．少量含有35S的蛋白質進入大腸桿菌,解析 在證明DNA是生物遺傳物質的實驗中，用35S標記的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，在沉淀物中含有少量放射性，原因是攪拌不充分，有少量的含35S的T2噬菌體還吸附在大腸桿菌上。 答案 A,【歸納總結】 上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，上清液中出現放射性。②噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現放射性。,(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。,考點三 生物的遺傳物質,1．根據煙草花葉病毒感染煙草的實驗，獲得實驗結論,【核心突破】,2.生物體內核酸種類及遺傳物質,【歸納總結】 對遺傳物質的4點總結 (1)一切生物(朊病毒除外)的遺傳物質是核酸(DNA或RNA)。 (2)凡細胞生物(不論是真核生物還是原核生物)，其遺傳物質都是DNA，其細胞中的RNA只是遺傳信息表達的媒介。 (3)細胞質中的核酸主要是RNA，而細胞質中的遺傳物質是DNA。 (4)DNA病毒如噬菌體的遺傳物質是DNA，只有RNA病毒的遺傳物質是RNA。,【命題預測】,,,,,考向預測一 RNA是遺傳物質的證據,6. 煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是,A．a過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙葉，結果說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用 B．b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結果說明其有侵染作用 C．c、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒 D．該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質,解析 由于該實驗中并沒有用煙草花葉病毒的RNA侵染煙草葉片，因此沒有證明煙草花葉病毒的RNA是不是遺傳物質。 答案 D,考向預測二 生物的遺傳物質的總結 7．關于生物體遺傳物質的敘述，正確的是 A．玉米的遺傳物質主要是DNA B．人的遺傳物質主要分布在染色體上 C．HIV的遺傳物質含有硫元素 D．流感病毒的核酸水解產生4種脫氧核苷酸,解析 玉米的遺傳物質是DNA；人的遺傳物質主要分布在染色體DNA上；HIV的遺傳物質不含有硫元素；流感病毒的核酸水解產生4種核糖核苷酸。 答案 B,◎ 易錯易混,放射性同位素的位置分析易錯點 1．上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，上清液中出現放射性。 ②噬菌體和大,,腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現放射性。 (2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。,2．“二看法”判斷子代噬菌體標記情況,【典例訓練】 1．在32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，離心后發(fā)現上清液的放射性偏高。相關分析不合理的是 A．混合時，大腸桿菌過少 B. 保溫時間過長 C．攪拌時，攪拌不充分 D．離心時，轉速太慢,解析 32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌后經離心上清液的放射性偏高可由多方面的因素引起，如離心時離心機轉速太慢，帶有放射性噬菌體侵染的大腸桿菌會因未完全沉淀而分布在上清液；保溫時間太長，帶有放射性的噬菌體從大腸桿菌中釋放，離心后分布在上清液中；混合液中大腸桿菌過少會使帶有放射性的噬菌體未全部侵染而在離心后分布在上清液中等。攪拌不充分會使噬菌體外殼不能與大腸桿菌徹底分離而進入沉淀物中，不會導致上清液的放射性偏高。 答案 C,生物體內遺傳物質的判斷方法 1．生物體遺傳物質的判斷 (1)具有細胞結構的生物，其細胞中含有DNA和RNA兩種核酸，遺傳物質是DNA。 (2)病毒體內只含有DNA或RNA一種核酸，含DNA的病毒遺傳物質是DNA，含RNA的病毒遺傳物質是RNA。,◎ 方法技巧,2．病毒的遺傳物質的探究思路 (1)若探究蛋白質和核酸誰是遺傳物質——設法將兩者分開，單獨侵染宿主細胞，看能否增殖或個體是否出現患病癥狀即可證明。 (2)若探究某種未知病毒遺傳物質是DNA還是RNA，則借助水解酶法，觀察能否增殖即可證明。具體步驟如下： ①分離提純：肺炎雙球菌的轉化實驗。缺點：物質純度不能保證是100%。,②同位素標記法：噬菌體侵染細菌的實驗。方法：分別標記兩者的特有元素；將病毒的化學物質分開，單獨、直接地觀察它們各自的作用。目的：把DNA與蛋白質區(qū)分開。 ③病毒重組法：煙草花葉病毒的遺傳物質驗證實驗。方法：將一種病毒的遺傳物質與另一種病毒的蛋白質外殼重新組合，得到雜種病毒。 ④水解酶法：利用酶的專一性，控制起作用的物質，從而判斷出起作用的物質種類。,【典例訓練】 2. 自從世界上發(fā)現了能感染人類的高致病性禽流感病毒(簡稱禽流感病毒)，我國就參與了抗擊禽流感的國際性合作，并已研制出預防禽流感的疫苗并投入生產應用。根據所學知識回答下列問題： (1)實驗室中要獲得大量禽流感病毒，不是將病毒直接接種到無細胞的培養(yǎng)基上，而是以活雞胚為培養(yǎng)基，其原因是______________________。,(2)利用特定的顏色反應來鑒定禽流感病毒的化學組分，原理是： ①RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色； ②_______________________________； ③DNA與二苯胺試劑共熱顯藍色。 (3)實驗分析出禽流感病毒的物質組成為蛋白質和RNA，不含DNA，則證明禽流感病毒的遺傳物質的最關鍵的實驗設計思路是________________。,(4)請你預測用禽流感病毒的蛋白質和RNA分別感染活雞胚存在的幾種可能性： ①蛋白質與RNA都有遺傳效應，說明：蛋白質和RNA都是遺傳物質； ②______________________________， 說明：______________________； ③____________________________________， 說明：________________________________； ④_____________________________， 說明：_________________________________。,【解題關鍵】,解析 (1)病毒營寄生生活，只有在活細胞內才能生存。(2)DNA可用二苯胺試劑鑒定，蛋白質可用雙縮脲試劑鑒定，分別顯現不同的顏色。(3)證明某生物的遺傳物質的關鍵思路是設法把該生物的各種成分分離開來，單獨地直接地觀察每種成分的作用。(4)進行探究性實驗的結果預測與結論分析時要考慮各種可能的情況。,答案 (1)病毒的繁殖只能在宿主的活細胞中進行 (2)②蛋白質與雙縮脲試劑作用顯紫色(3)設法將禽流感病毒的蛋白質和RNA分開，單獨地、直接地去觀察它們各自的作用(4)②RNA有遺傳效應，而蛋白質沒有遺傳效應 RNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質③RNA沒有遺傳效應，而蛋白質有遺傳效應 RNA不是遺傳物質，而蛋白質是遺傳物質④RNA和蛋白質都沒有遺傳效應 RNA和蛋白質都不是遺傳物質,,,,,,,,,,,肺炎雙球菌轉化,噬菌體侵染細菌,煙草花葉病毒侵染煙草,DNA是遺傳物質,RNA是遺傳物質,［高考體驗］,1．(2013·海南單科)關于T2噬菌體的敘述，正確的是 A．T2噬菌體的核酸和蛋白質中含硫元素 B．T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中 C．RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質 D．T2噬菌體可利用寄主體內的物質大量增殖,解析 T2噬菌體由蛋白質和核酸構成，其中蛋白質中含有S元素，而核酸不含，A錯誤；T2噬菌體是細菌病毒，其寄主細胞是細菌，而酵母菌是真菌，B錯誤；T2噬菌體是DNA病毒，不含RNA，其遺傳物質是DNA，C錯誤；病毒可以以自身的遺傳物質為模板利用寄主細胞內的物質為原料進行大量增殖，D正確。 答案 D,2．(2013·全國課標Ⅱ)在生命科學發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質的實驗是 ①孟德爾的豌豆雜交實驗 ②摩爾根的果蠅雜交實驗 ③肺炎雙球菌轉化實驗 ④T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗 ⑤DNA的X光衍射實驗 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤,解析 證明DNA是遺傳物質的實驗是肺炎雙球菌的轉化實驗和T2噬菌體侵染細菌的實驗。 答案 C,3．(2010·江蘇卷)探索遺傳物質的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們仍普遍認為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括 A．不同生物的蛋白質在結構上存在差異 B．蛋白質與生物的性狀密切相關 C．蛋白質比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制 D．蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息,解析 早期人們認為：不同生物的蛋白質在結構上存在一定的差異，這是不同生物差異的直接原因；蛋白質是生命活動的體現者和承擔者，與生物性狀密切相關；蛋白質的差異性主要體現在氨基酸的種類、數目、排列順序不同引起了結構的不同，因此不同氨基酸的排列組合可以貯存大量遺傳信息。后來發(fā)現，蛋白質的熱穩(wěn)定性差，易變性失活，并且不能自我復制，而DNA比蛋白質具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制。 答案 C,4．(2010·上海高考)若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體 A．一定有35S，可能有32P B．只有35S C．一定有32P，可能有35S D．只有32P,解析 噬菌體侵染細菌時，以親代噬菌體的DNA為模板，以大腸桿菌的成分為原料，合成子代噬菌體的DNA和蛋白質，故子代噬菌體中部分含32P標記，全部含35S標記。 答案 A,5．(2010·海南高考)某同學分離純化了甲、乙兩種噬菌體的蛋白質和DNA，重新組合為“雜合”噬菌體，然后分別感染大腸桿菌，并對子代噬菌體的表現型作出預測，見表。其中預測正確的是,A.1、3 B．1、4 C．2、3 D．2、4 解析 DNA和蛋白質這兩種物質中，DNA是噬菌體的遺傳物質。所以組成成分為甲的DNA和乙的蛋白質的“雜合”噬菌體感染大腸桿菌后得到的子代噬菌體的表現型與甲種一致；組成成分為乙的DNA和甲蛋白質的“雜合”噬菌體感染大腸桿菌后得到的子代噬菌后得到的子代噬菌體的表現型與乙種一致。 答案 B,