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1、第3章disnzhang基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质课标内容（1）了解“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。（2）掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论。（3）掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。（4）理解DNA是主要遗传物质的结论。自主梳理-知识点1肺炎链球菌的转化实验1 .对遗传物质的早期推测2。世纪2（）年代2。世纪30年代（1）氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息；（2）没有发现其他生物大分子与其类似的结构特点（I）DNA是由许多脱氧核音酸聚合而成的生物大分子.并旦脱氧核甘酸有工种，每一种有一个特定的截基；（2）对DNA的结构没有清晰的了解蛋白质是生物体的
2、遗传物质意识到DNA的重要性,但认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位凰现学现用你认为遗传物质应具备哪些条件？提示：（1）能够储存大量的遗传信息。（2）可以准确地复制，可以传递给下一代。（3）可以控制生物的性状。（4）结构比较稳定。2 .肺炎链球菌的类型项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体有多糖类的荚膜O没有多糖类的荚膜有无致病性直无3 .格里菲思的肺炎链球菌转化实验结合教材，分析格里菲思的体内转化实验，回答下列问题：,、注射2X*Qs存活R型2鸳一一死亡鬻鬣S型S型、注射鸳一。S型加热致死存活I加热死ZtS黑c甯UJ卬死亡而、品R型R型实验对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。(2)实
3、验对比说明加热致死的S型细菌无毒。(3)实验对比说明加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。(4)综合以上实验得出的结论是加热致死的S型细菌中含有一种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。4.艾弗里的体外转化实验(1)实验过程及结果破碎加热致死的S型细菌堂陵壁S型细菌的胞提取物)小法理酶处理不加酶蛋白酹RNA酶酯醐DNA酣*分别加褊R型活菌的培养。中)R型细菌R型血菌R菌R9细菌R+fS型细菌S型细菌S型细菌S型细菌(2)实验结论DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。知识点2噬菌体侵染细菌的实验1 .实验者赫尔希和蔡斯O2 .实验方法放射性同位素标记技术。3 .实验材料T2噬菌体
4、和大肠杆菌。(1)噬菌体的结构及生活方式ADNA:含P(填特征元素)生活方式:野生在大肠杆菌体内 不能周培条基立法珞系4,B外壳:蛋白质,含S(填特征元素)(2)T2噬菌体的增殖合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核存酸。合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的核糖住。4 .实验过程然爆嬉一含山大肠忏菌舞黑:一含丑的大肠杆菌T2噬赭体+含含S的T2嗥曲体IS的大肠杆菌j!鬻气:辑一含P的T2噬菌体叩的大肠杆菌标记大肠杆菌J-标idT2噬菌体4已标记的唯菌体侵染未标吧的大肠杆菌I含S的噬
5、搅拌后上清液放射性高.菌体+细菌k沉淀物放射性很低含P的噬搅件后上消液放射性低.I菌体+细菌离心沉淀物放射性很应5 .实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内有无放射性子代噬菌体有无放射性实验结论32P标i己DNA直直DNA是噬菌35S标记蛋白质无无体的遗传物质6 .实验分析(I)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳留在外面。(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。知识点3DNA是主要的遗传物质1 .RNA是遗传物质的证据(1)实验材料烟草花叶病毒(由RNA和蛋白质组成)和烟草。(2)实验过程及结果感病 烟草提一取蛋白质一表现:烟草正常分别接种烟草花 叶病毒表
6、现:烟草感 染病必(3)实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA控制其遗传性状,RNA是它的遗传物质。2.DNA是主要的遗传物质(1)生物类型与遗传物质的种类(连线)遗传物质落DNA11 RNA生物类型)真核生物原核生物病毒代发生物.噬菌体 _ 烟草花叶病毒 大肠杆虾q 杨树/金丝猴/(2)因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。Bl自查自纠(I)R型细菌的菌体无荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。(X)提示：R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，无致病性。(2)高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩版试剂发生紫色反应。()提示：蛋白质高
7、温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩服试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。(X)提示：格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热致死的S型细菌中含有某种转化因子。(4)艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。(X)提示：艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌中含S型细菌，但大多数仍为R型细菌。(5)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。()(6)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物
8、质都是RNAo(X)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都是RNA,有些病毒的遗传物质是DNAo(7)艾弗里的实验过程中利用了“减法原理”。(J)合作探究一、肺炎链球菌转化实验【情境探疑】格里菲思和艾弗里等人的实验，均以肺炎链球菌为实验材料，使人们对遗传物质的认识有了巨大的进步。格里菲思的肺炎链球菌转化实验能说明DNA是遗传物质吗？提示：不能。该实验所用的实验材料是活的细菌或杀死的细菌，实验中没有单独地、直接地观察DNA的作用，因此不能说明DNA是遗传物质，只能说明加热致死的S型细菌中有一种转化因子能使R型细菌转化为S型细菌。(2)
9、R型细菌能转化为S型细菌，原因是什么？提示：S型细菌体内存在转化因子，促使R型细菌转化成S型细菌。(3)艾弗里实验的设计思路是什么？利用了什么原理？提示：在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，利用了减法原理。M归纳提升肺炎链球菌转化实验中的注意事项(1)在加热致死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(2)R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。(3)肺炎链球菌的体内转化实验仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNAo
10、(4)在肺炎链球菌的转化实验中，当同时含有R型活细菌和S型细菌的DNA时，只有一部分R型细菌转化成S型细菌，因为转化率不能达到100%,所以会同时出现R型细菌和S型细菌。【典例应用】例1某科学家模拟肺炎链球菌的转化实验，如下图所示，下列相关叙述正确的是()活菌J三一鼠X存活鼠丫死亡.嗯活菌2蛆鼠W死亡死菌2也匚鼠Z存活A.活菌1是有荚膜的R型细菌，活菌2是无荚膜的S型细菌B.由实验结果可知，活菌2或死菌2都能使小鼠死亡C.从鼠Y血液中分离出的活菌2可能是由活菌1转化而来的D.在鼠W的血液中能分离出活菌1和活菌2答案C解析活菌1是无英膜的R型细菌，活菌2是有英膜的S型细菌，A错误；由实验结果可知
11、，活菌2能使小鼠死亡，而死菌2不能使小鼠死亡，B错误；从鼠Y血液中分离出的活菌2一部分是由活菌1转化而来的，一部分是由活菌2分裂形成的，C正确；在鼠W的血液中只能分离出活菌2,D错误。例2艾弗里和他的同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表，从表可知()实验组接种菌型加入S型细菌的物质培养基长菌情况R型蛋白质R型R型荚膜多糖R型R型DNAR型、S型R型DNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.说明S型细菌的荚膜多糖有转化活性C.说明DNA是主要的遗传物质D.和说明S型细菌的DNA是转化因子答案D解析在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转
12、化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A错误；实验的结果只有R型细菌，说明S型细菌的英膜多糖不能使R型细菌发生转化，B错误；说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；和形成对照，说明S型细菌的DNA是转化因子，D正确。二、噬菌体侵染细菌实验【情境探疑】1 .如图为T2噬菌体的结构示意图，请分析回答下列问题：头部M-PNA蛋白质尾部jJLLW(1)选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？提示：T2噬菌体只含有DNA和蛋白质，且DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？提示：先用含放射性同位素的培养基培养大肠
13、杆菌，得到带有标记的大肠杆菌；再用带有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记。2 .如图为赫尔希和蔡斯进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程，请分析回答下列问题：上清液yy放沙性被S标被,不标记的 汜的噬噬菌体与细 菌体 菌混合搅拌器离心后沉淀物放 射性很低被P标被呼标记的搅拌器离心后沉淀物放记的噬噬菌体与细射性很高菌体菌混合能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？能否用14C替代32P和35S标记T2噬菌体？提示：不能，这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用。蛋白质和DNA中都含有C元素，用14(：标记无法区分蛋白质和DNA。实验中搅拌和离心的目的是什么？提示：搅拌的目的
14、是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。(3)用32p标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？提示：保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。(4)用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？提示：由于搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。归纳提升1 .噬菌体侵染细菌实验的误差分析(
15、32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌：保温时间过短一部分噬菌体还未侵染大肠杆菌f离心后未侵染大肠杆菌的噬菌体分布在上清液中f32p标记的一组上清液中放射性也较高。保温时间过长一T2噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖f大肠杆菌裂解，释放出子代T2噬菌体一离心后T2噬菌体将分布在上清液中一32p标记的一组上清液中放射性也较高。搅拌后离心，使吸附在大肠杆菌表面的T2噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离：搅拌不充分一吸附在大肠杆菌细胞表面的T2噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中f35s标记的一组沉淀物中放射性也较高。搅拌过于剧烈一大肠杆菌细胞被破坏释放出其中的子代T2噬菌体-32p标记的一组上清液中放射
16、性也较高。2 .该实验中三次涉及大肠杆菌第培养分别用含“P、的培养基培养无标记的大肠杆菌旦丝获得分别被:呼、：闪标记的大肠杆菌侵染用无标记的T2噬菌体侵染上述被标*记的大肠杆菌旦纥获得分别被“p与3哈标记的T2噬菌体侵染.分别用含32p、3哈标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,依据放射性主要分布在上清液还是里曳*沉淀物中，确认蛋白质外壳和DNA是否“进入”大肠杆菌【典例应用】例3噬菌体体内的S用35S标记，P用32p标记，细菌体内蛋白质含32s,DNA含3,P,用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是（）A.外壳中有35s和32s,DNA中只含有32
17、pB.外壳中只有32s,DNA中只含有32pC.外壳中有35S和32S,DNA中含有32P和31PD.外壳中只有32s,DNA中含有32p和3ip答案D解析由于噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体体内没有35S,只有32s,A、C不符合题意；含有32p的噬菌体DNA进入细菌，利用含3P的脱氧核甘酸合成子代DNA,因此子代噬菌体DNA中含有32p和3ip,B不符合题意，D符合题意。例4（2023浙江湖州高一检测）T2噬菌体侵染细菌实验的部分过程如下图所示，下列叙述正确的是（）表示搅拌表示离心、检测A.的培养液中含有35S或32pB.使细菌细胞外的噬菌体更易侵染细菌C.需分
18、别检测上清液和沉淀物中的放射性D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质答案C解析过程是用标记的噬菌体侵染未标记的细菌，的培养液中含有标记的噬菌体和未标记的细菌，所以培养液中不含35S或32p,A错误；搅拌是为了使吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离开，B错误；离心是为了将较轻的噬菌体和较重的大肠杆菌分离开，所以需要分别检测上清液和沉淀物中的放射性，C正确；该实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。三、DNA是主要的遗传物质【情境探疑】1 .分析回答下列有关遗传物质种类的问题：人、T2噬菌体及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？提示：DNA、DNA、DNAo(2)如图所示的生物，
19、其遗传物质的种类是什么？蛋白质流感病毒新型冠状病毒烟草花叶病毒提示：三种生物都属于RNA病毒，遗传物质是RNA。2 .请总结：探索“遗传物质”的思路和方法，并完成填空：(1)探究思路：探究哪种物质是遗传物质一设法将物质分开，单独看其作用。(2)三种方法确认是DNA还是RNAf4标记DNA、RNA特定碱基, 依据其是否被消耗确定该病 毒的遗传物质一消耗, 为DNA,消耗“U”为RNA确认病毒中哪类 分子起遗传作用同位 素标 记技 丕减法在艾州里的肺炎链球菌转化实验中.每原理I个实验组特异性地去除了一种物质分别标Ul病毒组成物,质核酸、蛋白质中的特有元素病方法I 组技术将一种病毒的核酸与另一种病毒
20、的蛋白质外壳重新蛆合.得到杂种病毒，再用杂种病毒侵染宿主细胞凰归纳提升对整个生物界而言，DNA是主要的遗传物质。对于某种生物，其遗传物质是DNA或RNA。有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质是DNA,只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。【典例应用】例5下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，下列对这种病原体的叙述,正确的是（）病斑RNA蛋白质外壳病斑A.寄生于细胞内，通过RNA遗传B.可单独生存，通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D.可单独生存，通过RNA遗传答案A解析据题图可知，这种病原体由RNA和蛋白质外壳组成，分别用其RNA和蛋白质外壳给植物接种，发现只有接种病原体RNA
21、的植物患病，说明该病原体的遗传物质为RNA,即该病原体为RNA病毒；病毒必须寄生在活细胞内，不能单独生存。例6（多选）下列关于生物遗传物质的说法，正确的是（）A.同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNAB.DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC.真核生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质都是RNAD.艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质答案AD解析DNA是主要的遗传物质是指绝大多数生物的遗传物质是DNA,B错误；真核生物的遗传物质都是DNA,RNA病毒的遗传物质是RNA,而DNA病毒的遗传物质是DNA,C错误。课堂小结思维导图晨读必
22、背1 .格里菲思实验的结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。2 .艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。3 .噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA才是噬菌体的遗传物质。4 .因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。大数物A绝多生-专一呼国肺炎链球菌体内转化实验结落结一已经加热致死的S型细菌含有转化因tDNA.要的论遗传物质肺炎链球菌体外转化实验DNA是遗传物质,蛋白质等物质不是遗传物质T2噬菌体侵染细菌的实险结DNA是遗传物质少数病毒烟草花叶病毒侵染烟草实验结论RNA是烟卓花叶病
23、毒的遗传物质随堂检测1.下列能作为DNA是遗传物质直接证据的是（）A.不同种生物的DNA含有的碱基数目不同B.同种生物的不同细胞中，DNA的结构和含量保持一致C.加热致死的S型细菌能将R型活细菌转化为S型活细菌D.赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验答案D解析不同种生物的DNA含有的碱基数目不同，同种生物的不同细胞中，DNA的结构和含量保持一致，不能证明DNA是生物体的遗传物质，A、B不符合题意；加热致死的S型细菌能将R型活细菌转化为S型活细菌，只能证明加热致死的S型细菌中含有能将R型活细菌转化为S型活细菌的物质，不能证明DNA是生物体的遗传物质，C不符合题意；赫尔希和蔡斯
24、利用同位素32p、35s分别标记噬菌体的DNA、蛋白质，通过噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D符合题意。2 .噬菌体侵染细菌繁殖形成的子代噬菌体（）A.含有细菌的氨基酸，都不含亲代噬菌体的核甘酸B.含有细菌的核甘酸，都不含亲代噬菌体的氨基酸C.含有亲代噬菌体的核甘酸，不含细菌的氨基酸D.含有亲代噬菌体的氨基酸，不含细菌的核甘酸答案B解析噬菌体侵染细菌的过程中，只有DNA能进入细菌，所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，其他原料包括氨基酸和酶等均由细菌提供。因此繁殖形成的子代噬菌体含有细菌的核甘酸，都不含亲代噬菌体的氨基酸，B正确。3 .历史上，很多科学家对生物遗传物质的本质都进行
25、过探索。1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了一个具有说服力的实验。实验过程如下图所示，下列分析错误的是（）与大肠杆菌 配合培养一上清液a用S标记噬菌体实验2 与大肠杆凿G混合塔养一用WP标记噬菌体沉淀物人1搅拌后离心】检测子代 J噬储体的 放射件L 一上清液C泞i4G检测子代 3沉淀物d 菌体的 人放射性A.正常情况下，实验1子代噬菌体中检测不到35SB.若实验2中上清液c出现了较强的放射性，可能与保温时间过长有关C.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离D.综合实验1和实验2,T2噬菌体主要的遗传物质是DNA答案D解析实验1中，噬菌体利用自身
26、的DNA为模板，利用大肠杆菌细胞中的原料、酶和能量合成子代噬菌体，所以子代噬菌体中检测不到35S,A正确；若实验2中上清液C出现了较强的放射性，可能是保温时间过长导致大肠杆菌裂解，释放了带标记的子代噬菌体，B正确；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C正确；结合实验1和实验2可知，T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。4.（多选）如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的实验过程，由此可以判断（）TMY放在水和RNA一接种中小感染病毒苯酚中振荡L蛋白质3根卜未感染病毒A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C.侵入烟草细胞的RNA转化成了DNAD.RNA是TMV的遗传物质答案AD解析由图分析可知，TMV放在水和苯酚中振荡后，得到了RNA和蛋白质，可见水和苯酚有分离病毒成分的作用，A正确；由图不能得出蛋白质是否能进入烟草细胞，B错误；由图不能体现侵入烟草细胞的RNA转化成了DNA,C错误；该实验可以证明RNA是TMV的遗传物质，D正确。
