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第三单元第三单元 遗传与变异的分子基础遗传与变异的分子基础 第一章第一章 遗传的物质基础遗传的物质基础 第一节第一节 遗传物质的发现遗传物质的发现 1.1.总结总结“DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”的探索过程。的探索过程。2.2.分析证明分析证明DNADNA是主要的遗传物质的实验设计思路。是主要的遗传物质的实验设计思路。3.3.探讨实验技术在证明探讨实验技术在证明DNADNA是主要遗传物质中的作用。是主要遗传物质中的作用。种瓜得瓜种瓜得瓜种豆得豆种豆得豆生物子代与亲代之间，性状相似的现象就是遗传。生物子代与亲代之间，性状相似的现象就是遗传。在生物体内，是什么物质对遗传和变异起着决定在生物体内，是什么物质对遗传和变异起着决定性作用？性作用？一猫生九子一猫生九子 连母十个样连母十个样生物子代与亲代之间存在性状上的差异。生物子代与亲代之间存在性状上的差异。萨顿的发现萨顿的发现分裂分裂减数减数孟德尔的杂交实验孟德尔的杂交实验由此提出：由此提出：遗传因子位于染色体上遗传因子位于染色体上一、遗传物质在染色体上一、遗传物质在染色体上y yx x摩尔根与他的果蝇摩尔根与他的果蝇控制眼色的基因位于性染色体上控制眼色的基因位于性染色体上染色体是遗传物质的载体染色体是遗传物质的载体DNADNA蛋白质蛋白质DNADNA与蛋白质究竟谁是遗传物质？与蛋白质究竟谁是遗传物质？你可以通过什么样的实验加以证明？你可以通过什么样的实验加以证明？1.1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌肺炎双球菌多糖类荚膜多糖类荚膜R R型细菌（型细菌（ ）S S型细菌（型细菌（ ）无毒性无毒性有毒性有毒性（菌落表面（菌落表面 ）（菌落表面（菌落表面 ）粗糙粗糙光滑光滑二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质步骤步骤方方 法法现现 象象结结 论论1 1R R菌活菌注射菌活菌注射小白鼠正常小白鼠正常R R菌无毒性菌无毒性2 2S S菌活菌注射菌活菌注射小白鼠死亡小白鼠死亡S S菌能使小白鼠死亡菌能使小白鼠死亡3 3S S菌高温灭活菌高温灭活小白鼠正常小白鼠正常加热杀死的加热杀死的S S菌不使小白鼠死亡菌不使小白鼠死亡4 4高温灭活：高温灭活：S S菌菌+R+R菌菌小白鼠死亡小白鼠死亡死亡的死亡的S S菌中可能有使菌中可能有使R R菌转化菌转化的因子的因子5 5提取提取4 4实验死鼠实验死鼠发现发现S S活菌活菌死亡的死亡的S S菌能使菌能使R R菌转化为菌转化为S S菌菌探究过程探究过程1 1格里菲思的体内转化实验格里菲思的体内转化实验对比对比1 1、2 2组的实验现象，这说明了什么？组的实验现象，这说明了什么？在什么条件下在什么条件下, ,活的活的R R型细菌会转变成活的型细菌会转变成活的S S型细菌？型细菌？ 由于体内有活的由于体内有活的S S型细菌的作用。型细菌的作用。活的活的R R型细菌变成了活的型细菌变成了活的S S型细菌。型细菌。 加热杀死的加热杀死的S S型细菌使活的型细菌使活的R R型细菌发生了转化。型细菌发生了转化。4 4组小鼠为什么会死亡呢？组小鼠为什么会死亡呢？活的活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？ S S型细菌使小鼠死亡。型细菌使小鼠死亡。实验结论：实验结论：已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，必然含有某种促成这一型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质转化的活性物质转化因子。转化因子。如何确定哪种物质是转化因子？如何确定哪种物质是转化因子？把由把由S S型细菌中分离、提取出的各种成分，单独地、直型细菌中分离、提取出的各种成分，单独地、直接地作用于接地作用于R R型细菌。型细菌。探究过程探究过程2 2艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验S S分离提纯分离提纯蛋白质蛋白质DNADNA 其他物质其他物质 DNADNA（DNADNA酶处理）酶处理）分别与分别与R R型活型活细菌混细菌混合培养合培养R RS SR RR RR R DNADNA的纯度越高，转化就越有效。的纯度越高，转化就越有效。为什么只在第二组中出现为什么只在第二组中出现S S型细菌？型细菌？ 因为只有加入因为只有加入DNADNA，R R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S S型细菌。型细菌。实验结论：实验结论：DNADNA是具有转化作用的转化因子，蛋白质和其他是具有转化作用的转化因子，蛋白质和其他物质不是遗传物质。物质不是遗传物质。 为何加入为何加入“DNADNA酶处理的酶处理的DNA”DNA”呢呢?作为对照，进一步说明只有作为对照，进一步说明只有DNADNA是遗传物质。是遗传物质。 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的里实验中提取出的DNADNA，纯度最高时也含有，纯度最高时也含有0.02%0.02%的蛋白的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。怎样才能更有说服力呢怎样才能更有说服力呢? ?有没有比细菌更为简单的有没有比细菌更为简单的实验材料？实验材料？病毒。病毒。思维碰撞思维碰撞2.2.噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞新合成的新合成的DNA、蛋白质组装、蛋白质组装成很多噬菌体成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体利用细菌的化学成分和酶系统利用细菌的化学成分和酶系统合成噬菌体的合成噬菌体的DNA、蛋白质、蛋白质噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：为何以噬菌体作为实验材料？为何以噬菌体作为实验材料？因为在遗传中起重要作用的是染色体，其主要由因为在遗传中起重要作用的是染色体，其主要由DNADNA和和蛋白质蛋白质组成，而噬菌体与染色体的成分很相似。组成，而噬菌体与染色体的成分很相似。如何证明被注入的是如何证明被注入的是DNADNA而不是蛋白质？而不是蛋白质？运用同位素示踪法，一组噬菌体用蛋白质外壳特有运用同位素示踪法，一组噬菌体用蛋白质外壳特有的的3535S S元素标记，另一组用元素标记，另一组用DNADNA特有的特有的3232P P元素标记。元素标记。如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？分别用含有放射性同位素分别用含有放射性同位素3535S S和和3232P P的培养基培养的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。实验过程及结果：实验过程及结果： 第一组第一组 第二组第二组 亲代噬亲代噬 菌体菌体3232P P标记标记DNADNA3535S S标记标记蛋白质蛋白质寄主细寄主细 胞内胞内有有3232P P标标记记DNADNA无无3535S S标记标记蛋白质蛋白质子代噬子代噬 菌体菌体有有3232P P标标记记DNADNA无无3535S S标标记记蛋白蛋白质质实验结论实验结论DNADNA是遗传是遗传物质，蛋物质，蛋白质不是白质不是遗传物质遗传物质思考思考：DNADNA是惟一的遗传物质吗？是惟一的遗传物质吗？烟草花叶病毒是一种烟草花叶病毒是一种RNARNA病毒，它由病毒，它由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成，它组成，它可以感染烟草使其呈现可以感染烟草使其呈现花叶病花叶病。三、三、RNARNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据步骤一：步骤一：从被感染的烟草中分离出烟草花叶病毒。从被感染的烟草中分离出烟草花叶病毒。步骤二：步骤二：步骤三：步骤三：步骤四：步骤四：实验结论：实验结论： RNARNA是烟草花叶病毒的遗传物质。是烟草花叶病毒的遗传物质。把病毒的把病毒的RNARNA和蛋白质分开。和蛋白质分开。用其蛋白质感染健康的烟草，发现烟草不用其蛋白质感染健康的烟草，发现烟草不出现花叶病，没有分离出病毒体。出现花叶病，没有分离出病毒体。用其用其RNARNA感染健康的烟草，发现烟草出现感染健康的烟草，发现烟草出现花叶病，并从其体内分离出全新病毒体。花叶病，并从其体内分离出全新病毒体。根据课本插图，设计实验证明根据课本插图，设计实验证明RNARNA是烟草花叶病毒的遗传是烟草花叶病毒的遗传物质物质（材料：健康烟草、感染此病毒的烟草）（材料：健康烟草、感染此病毒的烟草）遗传物质的特点遗传物质的特点1.1.分子结构具有相对的稳定性。分子结构具有相对的稳定性。2.2.能够自我复制，使前后代保持一定的连续性。能够自我复制，使前后代保持一定的连续性。3.3.能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。4.4.能够产生可遗传的变异。能够产生可遗传的变异。1 1注射后能使小白鼠因患败血症而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血症而死亡的是（ ）A AR R型活细菌型活细菌B B加热杀死后的加热杀死后的R R型细菌型细菌C C加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌D D加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌与型细菌与R R型活细菌混合型活细菌混合 D D 2.2.在肺炎双球菌转化实验中在肺炎双球菌转化实验中, ,发现无毒发现无毒R R型细菌和被加热杀死型细菌和被加热杀死的有毒的有毒S S型细菌混合后型细菌混合后, ,在小鼠体内找到了下列类型的在小鼠体内找到了下列类型的_细菌（细菌（ ）A.A.无毒无毒R R型，有毒型，有毒S S型型 B.B.有毒有毒R R型，无毒型，无毒S S型型C.C.有毒有毒R R型，有毒型，有毒S S型型 D.D.无毒无毒R R型，无毒型，无毒S S型型A A3.3.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验， 证实了（证实了（ ）DNADNA是遗传物质是遗传物质 RNARNA是遗传物质是遗传物质 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质糖类不是遗传物质 DNADNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异A.A. B. B. C.C. D. D.A A4.4.将有荚膜的将有荚膜的S S型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会导致小型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因白鼠因_而死亡，而将无荚膜的而死亡，而将无荚膜的R R型细菌注入型细菌注入小白鼠体内则小白鼠体内则_，但如果将，但如果将R R型细菌与加热杀死后型细菌与加热杀死后的的S S型细菌混合再注入到小白鼠体内则型细菌混合再注入到小白鼠体内则_，此实验，此实验说明说明S S型细菌体内存在着能使型细菌体内存在着能使R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的型细菌的_，经实验证明这种物质是，经实验证明这种物质是_。患败血症患败血症小鼠活小鼠活小鼠死亡小鼠死亡转化因子转化因子DNADNA5.5.在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S S型细菌与型细菌与R R型型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S S型、型、R R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项( () )B B【解析【解析】随着随着R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌，型细菌，S S型细菌的数量变化型细菌的数量变化呈现呈现S S型曲线的变化。型曲线的变化。R R型细菌在小鼠体内开始时大部分会型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R R型细菌数型细菌数量又开始增加。量又开始增加。6.6.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNADNA，重，重新组合为新组合为“杂合杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见下表。其中预测正确的是代噬菌体的表现型作出预测，见下表。其中预测正确的是 ( () )“杂合杂合”噬菌体噬菌体的组成的组成实验预期结果实验预期结果预期结果序号预期结果序号子代表现型子代表现型甲的甲的DNADNA乙的蛋白质乙的蛋白质1 1与甲种一致与甲种一致2 2与乙种一致与乙种一致乙的乙的DNADNA甲的蛋白质甲的蛋白质3 3与甲种一致与甲种一致4 4与乙种一致与乙种一致A.1A.1、3 3B B1 1、4 4C C2 2、3 3 D D2 2、4 4B B序序号号正误正误判断理由判断理由1 1DNADNA和蛋白质这两种物质中和蛋白质这两种物质中DNADNA是噬菌体的遗传物质。所以是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的组成成分为甲的DNADNA和乙的蛋白质的和乙的蛋白质的“杂合杂合”噬菌体感染噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致2 2“杂合杂合”噬菌体的遗传物质是甲的噬菌体的遗传物质是甲的DNADNA，不能表现出乙的，不能表现出乙的性状性状3 3组成成分为乙的组成成分为乙的DNADNA和甲的蛋白质的和甲的蛋白质的“杂合杂合”噬菌体感染噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体不能表现甲种的性状大肠杆菌后得到的子代噬菌体不能表现甲种的性状4 4“杂合杂合”噬菌体的遗传物质是乙的噬菌体的遗传物质是乙的DNADNA，子代噬菌体的表，子代噬菌体的表现型与乙种一致现型与乙种一致【解析【解析】遗传物质遗传物质DNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验体内转化体内转化体外转化体外转化DNADNA是主要的遗传物质：绝大多数生物是主要的遗传物质：绝大多数生物 RNARNA是某些病毒的遗传物质：是某些病毒的遗传物质：RNARNA病毒病毒 RNARNA是遗传物质的证据：烟草花叶病毒侵染烟叶实验是遗传物质的证据：烟草花叶病毒侵染烟叶实验遗传物质的载体：遗传物质的载体： 主要是染色体主要是染色体长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。
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