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DNA是主要的遺傳物質(zhì) 李仕才 【考綱要求】 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程（II） [基礎(chǔ)知識(shí)回顧] 一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 1、20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為 是生物體的遺傳物質(zhì)，原因是氨基酸多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)含著遺傳信息。 2、20世紀(jì)30年代，人們認(rèn)識(shí)到DNA的基本組成單位是 ，它的化學(xué)組成包括 、 和 ；它有4種，每種的 不同。 二、DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（直接證據(jù)） (一)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （1）肺炎雙球菌的類型和特點(diǎn) 菌落 莢膜 毒性 致病力 R型 無 S型 使人患肺炎或小鼠患敗血癥 （2）實(shí)驗(yàn)過程： [思考] 1． 從死亡的小鼠體內(nèi)能提取出什么類型的肺炎雙球菌？ 若有兩種，它們的數(shù)量相等嗎？ 2．艾弗里的補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)——S型菌的DNA+DNA水解酶+R型菌→R型菌實(shí)驗(yàn)的目的是什么？ 證明 是轉(zhuǎn)化因子， 不是轉(zhuǎn)化因。 3.本實(shí)驗(yàn)原理是什么？ [歸納點(diǎn)撥] 1、 為什么加熱殺死的S型菌，仍然能夠能使R型菌轉(zhuǎn)化？ 加熱到一定溫度， 的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可逆的破壞，從而變性，導(dǎo)致S型菌死亡。而 在加熱到一定的溫度， 鍵斷裂，雙螺旋結(jié)構(gòu)解體，但如果將其緩慢冷卻，又可恢復(fù) 結(jié)構(gòu)。因此，在一定的溫度范圍內(nèi)，加熱不會(huì)導(dǎo)致 變性。 2、本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論： 才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即 是遺傳物質(zhì)， 不是遺傳物質(zhì)。 （二）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)材料——T2噬菌體 2.圖解噬菌體侵染細(xì)菌過程 3.侵染實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 分 組 結(jié) 果 結(jié)果分析 對比實(shí) 驗(yàn)(相互 對照) 含32P噬菌體＋細(xì)菌 上清液中幾乎無32P，32P主要分布在宿主細(xì)胞內(nèi) 32PDNA進(jìn)入了 含35S噬菌體＋細(xì)菌 宿主細(xì)胞內(nèi)無35S，35S主要分布在上清液中 35S蛋白質(zhì)外殼 結(jié)論：噬菌體的 是其親代與子代之間聯(lián)系的“橋梁”，即“ ”。 [思考] 1、 科學(xué)家采用噬菌體做實(shí)驗(yàn)材料的原因是什么？ 個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡單，只由 構(gòu)成，容易觀察遺傳物質(zhì)的功能。 2、（1）如何給噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)做標(biāo)記？ 分別用含有放射性的32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng) ，再用 培養(yǎng)噬菌體，得到DNA含有 標(biāo)記和蛋白質(zhì)含有 標(biāo)記的噬菌體。 （2）這樣標(biāo)記的原因是什么？ 噬菌體的化學(xué)組成中僅 分子中含有硫，磷幾乎都存在于 分子中。 （3）若一個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌釋放了128個(gè)噬菌體，則含有32P的噬菌體有_____個(gè)。 3．用32P標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，上清液中也有一定的放射性的原因可能是什么？那用35S標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因又是什么？ 用32P標(biāo)記：一是保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保溫時(shí)間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液。 用35S標(biāo)記：攪拌不充分，有少量的35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。 4．該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了 法，噬菌體增殖時(shí)所用原料由 提供。 5.肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較 相 同 點(diǎn) 實(shí)驗(yàn) 思路 均使________________，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作用，但兩類實(shí)驗(yàn)中____與______分開的方式不同 設(shè)計(jì) 原則 都遵循了_____ ___原則 結(jié)論 相同點(diǎn) 能證明_________ _______，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 不 同 點(diǎn) 方法 不同 艾弗里實(shí)驗(yàn) ______ __：分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等， 分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) ____________：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素(32P和35S) 結(jié)論 不同 ①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明________ ________，蛋白質(zhì)___________ _； ②噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明______________，不能證明蛋白質(zhì)________ ____，因蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。 [歸納點(diǎn)撥] 1、噬菌體的生活方式是 ，由此推測它在生態(tài)系統(tǒng)中屬于 成分。 2、本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：在親子代之間保持連續(xù)性的物質(zhì)是 ，即 是遺傳物質(zhì)。 3、這兩個(gè)實(shí)驗(yàn) （填“能”或“不能”）得出DNA 是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 三、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 1.過程及結(jié)果 2.結(jié)論： 也是遺傳物質(zhì)。 四、生物的遺傳物質(zhì) 1、原核細(xì)胞、真核細(xì)胞內(nèi)既有 又有 ，只有 是遺傳物質(zhì)。 2、病毒有 種核酸， 或 ，病毒的遺傳物質(zhì)是________________。 3、對于整個(gè)生物界而言，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ，所以說 是主要的遺傳物質(zhì)。(即只有在DNA不存在的情況下,RNA才是遺傳物質(zhì))。 [自我檢測] 1.在艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，用DNA酶處理從S型活細(xì)菌中提取的DNA并與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設(shè)置本實(shí)驗(yàn)步驟的目的是(　　) A．證明R型菌的生長并不需要S型活細(xì)菌的DNA B．用以補(bǔ)充R型菌生長過程中所需要的營養(yǎng)物質(zhì) D．直接證明S型菌DNA不是促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的因素 D．與以S型活細(xì)菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)形成對照 2.下列關(guān)于“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”的敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞核遺傳的遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)遺傳的遺傳物質(zhì)是RNA B．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA D．細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，非細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是RNA 3.下面是關(guān)于35S標(biāo)記噬菌體侵染無標(biāo)記細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的敘述，其中正確的是 ( ) A．與細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)相同，都是根據(jù)遺傳物質(zhì)具有控制性狀的特性而設(shè)計(jì)的 B．所使用的噬菌體，必須是接種在含35S的大腸桿菌的培養(yǎng)基中再釋放出來的 C．采用攪拌和離心等手段，是為了把蛋白質(zhì)和DNA分開再分別檢測其放射性 D．新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，說明DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是 4（2013海南生物）關(guān)于T2噬菌體的敘述，正確的是(　　) A．T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)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(zhì) D．T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖 5.下圖是噬菌體侵染細(xì)菌的示意圖，請回答下面的問題。 （1）噬菌體侵染細(xì)菌的正確順序應(yīng)是 　　　 　　　。 （2）圖中D表明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，留在細(xì)菌外面的是 　　　，注入細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)是 　　　。 （3）圖中E表明 　　　 　　　 　　　。 （4）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)得出了 　 　　的結(jié)論。 2.5 DNA是主要的遺傳物質(zhì) [基礎(chǔ)知識(shí)回顧] 一．１．蛋白質(zhì)　　 ２．脫氧核苷酸　含氮堿基 磷酸 脫氧核糖　　堿基 二． (一)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （1）Ｒ：粗糙　無 無 Ｓ：光滑　有　有　 （2）R型和S型活菌 轉(zhuǎn)化因子 DNA [思考] 1、R和S型活細(xì)菌 不相等，絕大多數(shù)是R型菌 2、DNA DNA的水解產(chǎn)物 3、基因重組 【歸納點(diǎn)撥】1.蛋白質(zhì) DNA 氫鍵 雙螺旋 DNA 2.ＤＮＡ ＤＮＡ 蛋白質(zhì) （二）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1.(1)DNA　頭部　蛋白質(zhì)　 (2)寄生　大腸桿菌　不能 3.宿主細(xì)胞內(nèi) 未進(jìn)入宿主細(xì)胞留在外面 DNA DNA是遺傳物質(zhì) [思考] 1、 ＤＮＡ和蛋白質(zhì) 2、 （1）大腸桿菌 大腸桿菌 32P 35S。 （2）蛋白質(zhì) DNA （3） 2 4、 同位素標(biāo)記 (同位素示蹤) 細(xì)菌 5.DNA和蛋白質(zhì)分開　 DNA　 蛋白質(zhì) 　對照原則 、單一變量原則　 DNA是遺傳物質(zhì)　 直接分離　 同位素標(biāo)記法　 DNA是遺傳物質(zhì) 不是遺傳物質(zhì)　 DNA是遺傳物質(zhì) 不是遺傳物質(zhì) 【歸納點(diǎn)撥】 1、寄生 消費(fèi)者 2、ＤＮＡ ＤＮＡ 3、不能 三．1．RNA 蛋白質(zhì) 2．ＲＮＡ　　 四． 1、ＤＮＡ ＲＮＡ ＤＮＡ 2、 1 ＤＮＡ ＲＮＡ DNA或RNA 3、ＤＮＡ DNA [自我檢測] 1.D 2.C 3.B 4.D 5.(1)BDAEC (2)蛋白質(zhì)外殼 噬菌體的DNA （3）噬菌體復(fù)制完成（產(chǎn)生性狀完全相同的噬菌體后代） （4）DNA是遺傳物質(zhì)