资源描述
第六单元 基因的本质与表达,第十六讲 DNA是主要的遗传物质,1加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，说明在小鼠体内出现S型活细菌，但这种转化是少量的，从小鼠体内提取到的细菌绝大多数是R型活细菌，少量的是S型活细菌。 2证明DNA是遗传物质的实验思路是：将DNA、蛋白质等组成生物的各种物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。 3噬菌体侵染细菌的实验中，进入细菌内部的是噬菌体的DNA，并且此物质能够传递给子代，证明了DNA是遗传物质，但是蛋白质并没有进入到细菌内部，在获得子代的过程中无法确定蛋白质是不是遗传物质。,4用35S标记噬菌体，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 5用32P标记噬菌体，上清液中含放射性的原因：保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。 6病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。,基础回扣 一、肺炎双球菌转化实验 1. 格里菲思体内转化实验 (1)材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠和培养基。 (2)原理：S型细菌使小鼠患 死亡。,败血症,(3)过程 (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“ ”。 解惑 格里菲斯体内转化实验没有证明DNA是遗传物质。,转化因子,2. 艾弗里体外转化实验 (1)原理：从 型菌中提取出DNA、蛋白质及多糖等，将其分别加入已培养了 活菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型菌才转化为S型菌。,S,R型,(2)过程,(3)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质，而 不是遗传物质。 解惑 艾弗里实验中设置DNADNA酶这一组实验的目的一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的基本构成成分不能实现转化。,DNA,蛋白质,优化落实 考查一 肺炎双球菌转化实验 1判一判 (1)S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性( ) (2)加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌( ) (3)格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子( ) 提示 格里菲思只是证明存在某种转化因子使R型菌转化为S型菌，没有证明DNA是遗传物质,(4)S型肺炎双球菌和动物肝脏都能合成多糖( ) 提示 S型肺炎双球菌的荚膜是多糖。 (5)艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质( ) (6)加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，能转化为S型活菌的原因为基因突变( ) (7)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用( ) (8)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质( ),二、噬菌体侵染细菌实验 1噬菌体结构及增殖 (1)结构：由DNA和蛋白质外壳组成。,(2)生活方式： 在大肠杆菌体内。 (3)增值过程：吸附注入 (组装)释放 (4)模板： 。 (5)合成DNA：原料是 提供的四种脱氧核苷酸。 (6)合成蛋白质：场所是 的核糖体，原料是 _的氨基酸。,寄生,合成,噬菌体DNA,大肠杆菌,大肠杆菌,大肠杆菌,2实验过程 (1)标记噬菌体,(2)侵染细菌,(3)结果分析 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。 子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。 (4)结论： 是遗传物质。 解惑 用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA的原因是在T2噬菌体的组成成分中，S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P则主要存在于DNA中。,DNA,考查二 噬菌体侵染细菌实验 2判一判 (1)同位素标记噬菌体时不能直接将噬菌体放在培养基上( ) (2)同时用35S、32P标记一组噬菌体实验效果更明显( ) (3)实验过程中保温时间越长，产生的子代噬菌体越多，实验结果越明显( ),(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力( ) (5)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质( ) (6)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( ) (7)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致( ),三、RNA是遗传物质(少数病毒) 1烟草花叶病毒侵染烟草实验,2生物的遗传物质 绝大多数生物以DNA作为遗传物质，只有极少数生物以RNA作为遗传物质(此类生物无DNA)，因此，DNA是主要的遗传物质。 解惑 与一般的细胞生物的遗传物质为双链DNA不同的是，病毒的遗传物质可以为DNA或RNA，可以为单链或双链。从目前已发现的病毒来看，更多的是RNA病毒；其中，植物病毒多为单链RNA病毒，噬菌体多为双链DNA病毒，而丝杆噬菌体类病毒、双生病毒类等为单链DNA病毒，呼肠弧病毒类、真菌类病毒则大多为双链RNA病毒。,考查三 RNA是遗传物质 (少数病毒) 3判一判 (1)豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质( ) 提示 虽然豌豆细胞内同时含有DNA和RNA，但是豌豆的遗传物质只有一种，即DNA。 (2)细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA( ),(3)原核生物的的遗传物质为RNA或DNA( ) (4)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA( ) 提示 烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质是RNA。,4连一连,考点一 肺炎双球菌转化实验 关键点击 1. 体内转化与体外转化比较,易错清零 易错点1 体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死。 S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。 易错点2 并非所有的R型细菌都转化为S型细菌 转化的效率较低，转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，因此只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。,演练提升 1肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。如图为所做的细菌转化实验。下列相关说法错误的是( ),A丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡 B能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组 C戊组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌 D丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代,解析 本题主要考查肺炎双球菌的转化这一经典实验，意在考查对实验的分析能力。含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。 答案 D,2格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下： 将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡 将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡 将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡 将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡,根据上述实验，下列说法不正确的是( ) A整个实验证明DNA是转化因子 B实验、实验可作为实验的对照 C实验和实验中的死亡小鼠体内都可分离到S型活细菌 D重复做实验与，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来,解析 实验应该全是实验的对照，目的是说明R型菌和加热杀死后的S型菌可使小鼠不死亡，S型菌使小鼠死亡。小鼠死亡的原因只有一个，即小鼠感染了S型菌，所以在使小鼠死亡的实验组中的小鼠体内分离到S型菌。R型菌与S型菌的遗传物质差异性不大，所以存在R型菌突变成S型菌的可能。但重复做实验与，得到相同的结果，突变的可能性就没有了。 答案 A,(1)使小鼠死亡是由于有S型活菌。 (2)R型活菌与加热杀死后的S型菌培养后，转化成的S型活菌是可以遗传的。 (3)使小鼠死亡的实验组中的小鼠体内都能分离到S型活菌。 (4)格里菲思的肺炎双球菌转化实验前三组都是对照组，第四组为实验组。,【解题技巧】,(3)标记结果：,2与肺炎双球菌转化实验的比较,易错清零 易错点1 因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；DNA含有蛋白质没有的元素P，所以用32P标记DNA；因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能用C、H、O、N作为标记元素。 易错点2 噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：,易错点3 噬菌体侵染细菌实验还能证明：DNA分子具有相对稳定性。DNA分子能自我复制，使前后代保持一定的连续性。DNA能控制蛋白质的生物合成，但不能证明DNA分子能产生可遗传变异。,演练提升 3(2015温州联考)噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中不正确的是( ) A该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供 C为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质 D若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n1,解析 噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，但不可证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n1。 答案 A,4噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代菌体中35S和32P的分布规律是( ) A外壳中有35S和32S，核心内只含有32P B外壳中只有32S，核心内只含有32P C外壳中有35S和32S，核心内含有32P和31P D外壳中只有32S，核心内都含有31P,解析 噬菌体是一类以细菌为寄主的病毒，由含S的蛋白质构成的外壳和由DNA构成的核心组成。在噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌细胞外面，只有DNA分子进入细菌细胞内，以噬菌体的DNA分子为模板复制出新的DNA分子和控制形成新的蛋白质外壳。在复制的子代DNA分子中，由于原料由细菌提供，因此子代DNA中只有2个DNA分子中含有噬菌体DNA分子提供的32P和细菌提供的31P，其余只含31P；而合成蛋白质外壳所用的原料均由细菌提供，因此不会含有35S。 答案 D,(1)噬菌体复制过程中，模板为噬菌体的DNA，原料、酶、ATP和场所均由细菌提供。 (2)用32P标记噬菌体时，产生的子代噬菌体中只有含有的母链为32P，其余的全部为31P。 (3)用35S标记噬菌体，细菌内蛋白质含32S时，子代噬菌体的蛋白质全部为32S。,【解题技巧】,考向一 肺炎双球菌转化实验(5年7考) 典例1 (2015茂名模拟)艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是( ) A两者都运用了和 B前者运用了，后者运用了 C前者只运用了，后者运用了和 D前者只运用了，后者运用了和,思路点拨 艾弗里的肺炎双球菌转化实验的实验设计思路为：将DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察各部分的功能。 解析 艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还运用了放射性同位素标记法。 答案 D,易错辨析 格里菲斯肺炎双球菌转化实验只是说明的加热杀死的S型菌中有某种物质的可以使R型菌转化为S型菌，没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的肺炎双球菌转化实验不仅证明了DNA是遗传物质，还证明了蛋白质不是。,考向二 噬菌体侵染细菌实验(5年8考) 典例2 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了以下4个实验： 用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过一段时间后离心，检测到以上4个实验中放射性的主要位置依次是( ),A沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 C上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液 D沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 思路点拨 在噬菌体侵染细菌的实验中，只有DNA进入大肠杆菌，蛋白质没有进入大肠杆菌，噬菌体的DNA利用大肠杆菌内的原料合成子代噬菌体；离心后大肠杆菌位于沉淀中，蛋白质外壳位于上层清液中。,解析 在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中；用15N可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA可以进入细菌体内，故放射性会出现在上清液和沉淀物中。 答案 D,易错辨析 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：可能有部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，也可能噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性；用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：可能有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。,典例3 (2015湖南八校联考)在噬菌体侵染细菌实验中，分别用标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，噬菌体在细菌体内复制了三代，则下列说法正确的是( ) A噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质 B含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0 C标记噬菌体的方法是分别用含32P的培养基和35S的培养基培养噬菌体 D上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：RNADNARNA蛋白质,思路点拨 DNA是主要的遗传物质，需证明RNA也可以是遗传物质，噬菌体的遗传物质就是DNA；DNA复制方式为半保留复制。,解析 噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA，蛋白质外壳留在外部，故子代产生的噬菌体蛋白质外壳都不具有放射性，由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/81/4，B正确；噬菌体必须寄生在活细胞体内才能生活，不能直接用培养基培养，C错误；噬菌体是DNA病毒，不具有逆转录过程，D错误。 答案 B,易错辨析 只有存在逆转录的病毒遗传信息流动方向才是：RNADNARNA蛋白质。如：艾滋病病毒、肿瘤病毒等。,考情一 肺炎双球菌转化实验 1. 艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为( ),A实验一 B实验二 C实验三 D实验一和三,解析 实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段，使基因无法转移进入R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。 答案 B,2在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是( ),解析 随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈现“S型”曲线。R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，R型细菌数量又开始增加。 答案 B,3. 科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明( ) A“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成 B“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质 C“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力 D“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸 解析 用DNA水解酶、RNA水解酶处理后仍具有侵染能力，说明其遗传物质不是DNA或RNA；用蛋白酶处理后，病毒失去侵染能力，说明起遗传作用的是蛋白质。 答案 B,考情二 噬菌体侵染细菌实验 4(2013海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是( ) AT2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 BT2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 CRNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 DT2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖,解析 T2噬菌体由蛋白质和核酸构成，其中蛋白质中含有S元素，而核酸不含，A错误；T2噬菌体是细菌病毒，其寄主细胞是细菌，而酵母菌是真菌，B错误；T2噬菌体是DNA病毒，不含RNA，其遗传物质是DNA，C错误；病毒可以以自身的遗传物质为模板利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖，D正确。 答案 D,5. (2012上海卷)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( ) A侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 CDNA可用15N放射性同位素标记 D蛋白质可用32P放射性同位素标记,解析 噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N。蛋白质的组成元素中一般没有P。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，实验结果更科学、 更准确。 答案 B,6用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是( ) A离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中,解析 噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C正确、D错误。 答案 C,
展开阅读全文