3.1基因的本質(zhì)

1、易錯突破合作探究自主預(yù)習易錯突破合作探究自主預(yù)習易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四一、對遺傳物質(zhì)的早期推測一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 1.20世紀20年代,大多數(shù)科學家認為,蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)人們已認識到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子,各種氨基酸可以按照不同的方式排列,形成不同的蛋白質(zhì)。氨基酸多種多樣的排列順序,可能蘊含著遺傳信息。2.20世紀30年代,人們才認識到DNA是有許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子,脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。組成DNA分子的脫氧核苷酸有4種,每一種有一個特定的堿基。這一認識本可以使人們意

2、識到DNA的重要性,但是由于對DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解,認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導地位。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四通過科學家對遺傳物質(zhì)的早期推測,你認為作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點?答案:種類具有多樣性,能儲存遺傳信息,能準確地傳遞給子代。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.兩種肺炎雙球菌:一種類型為S型,特點是菌體有多糖類莢膜,菌落表面光滑,有毒性;一種類型為R型,特點是形成的菌落表面粗糙,無毒性。2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗(1)實驗過程及結(jié)果(2)實驗推論:加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子,

3、能將R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四3.艾弗里等人的體外轉(zhuǎn)化實驗(1)目的:探究S型活細菌轉(zhuǎn)化因子的化學本質(zhì)。(2)實驗過程和結(jié)果(3)實驗結(jié)論:DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗思路的設(shè)計關(guān)鍵是什么?答案:把DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨研究它們的作用。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四三、噬菌體侵染細菌的實驗三、噬菌體侵染細菌的實驗1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu):T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,其結(jié)構(gòu)非常簡單,僅由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成。2.實

4、驗方法:赫爾希和蔡斯采用了同位素標記法進行了實驗,用32P標記噬菌體的DNA,用35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)。在新形成的噬菌體中能檢測到32P,不能檢測到35S。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四(1)選用細菌和噬菌體作實驗材料的優(yōu)點是什么?答案:個體小,結(jié)構(gòu)簡單。細菌是單細胞生物,病毒無細胞結(jié)構(gòu),只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。繁殖快。 (2)赫爾希和蔡斯能否用含有35S和32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體進行同位素標記?答案:不能。噬菌體為病毒,營寄生生活,必須依賴于活細胞才能生存。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四四、驗證四、驗證RNA是遺傳物質(zhì)的實驗是遺傳物質(zhì)的實驗1.材料:煙

5、草花葉病毒。2.過程及結(jié)果3.結(jié)論:RNA是遺傳物質(zhì)。4.因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。易錯突破合作探究自主預(yù)習目標導航預(yù)習導引一二三四通過以上實驗,科學家最終的結(jié)論是什么?答案:在絕大多數(shù)生物體中DNA是遺傳物質(zhì),只有極少數(shù)只含RNA的病毒,遺傳物質(zhì)才是RNA。因此,DNA是主要的遺傳物質(zhì)。易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用【例1】 在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中,能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實驗設(shè)計是()A.將無毒R型活細菌與有毒S型

6、活細菌混合后培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌B.將無毒R型細菌與加熱殺死后的S型細菌混合后培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌C.從加熱殺死的S型細菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖,混合加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌D.從S型活細菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖,分別加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)只有加入DNA,R型細菌才轉(zhuǎn)化為S型細菌易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用審題:本題考查證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實驗設(shè)計。解答本題要明確該實驗的設(shè)計思路,即通過實驗設(shè)計證明DNA是遺傳物質(zhì),必須單獨觀察DNA的作用,并和其他成分作對照。解析:A項中由于S型活細菌內(nèi)

7、各成分沒有分開,不能證明是DNA使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。B項中的實驗只能證明加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子,但不能證明轉(zhuǎn)化因子就是DNA。C項中將S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)和多糖混合后加入培養(yǎng)基中,仍然分不清具體是哪種物質(zhì)起了轉(zhuǎn)化作用。D項中S型活細菌的各成分分開后,只有DNA使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,則證明DNA是遺傳物質(zhì)。答案:D易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用已知有莢膜的肺炎雙球菌可使小鼠患敗血癥,無莢膜的肺炎雙球菌對小鼠無害。從有莢膜的肺炎雙球菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì),分別加入培養(yǎng)無莢膜細菌的培養(yǎng)基

8、中,并將培養(yǎng)液注射到小鼠體內(nèi),其結(jié)果不正確的是()解析:從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取的物質(zhì)中,只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,使小鼠致死。A、B、C都正確。D中有DNA,但用DNA酶處理DNA分子,會使DNA分子分解,不能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,小鼠應(yīng)正常。 答案:D易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗只得出“S型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子”的結(jié)論,并沒有具體證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì),最終證明DNA是遺傳物質(zhì)的是艾弗里及其同事。2.加熱殺死的S型細菌,其蛋白質(zhì)變性失活,DNA在加熱過程中雙螺旋解開,氫鍵斷裂,但緩

9、慢冷卻時,其結(jié)構(gòu)可恢復。3.轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中,即實現(xiàn)了基因重組。4.轉(zhuǎn)化后形成的S型細菌可以遺傳下去,說明S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)。易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用【例2】 1952年,赫爾希和蔡斯利用同位素標記法,完成了著名的噬菌體侵染細菌的實驗。(1)下圖中錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液用來培養(yǎng)。 (2)如果讓放射性同位素主要分布在圖中

10、離心管的上清液中,則獲得該實驗中的噬菌體的培養(yǎng)方法是。 A.用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體B.用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體C.用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌,再用此細菌培養(yǎng)噬菌體D.用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌,再用此細菌培養(yǎng)噬菌體易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用(3)用被32P標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌,離心后,發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質(zhì)存在,這些放射性物質(zhì)的來源可能是。 審題:從噬菌體侵染細菌的實驗方法、實驗過程及實驗結(jié)果等方面分析。解析:(1)噬菌體只能寄生在活細胞中,不能用培養(yǎng)液直接培養(yǎng)噬菌體,培養(yǎng)液用來培養(yǎng)可被噬菌體寄生的大腸桿菌。(2)若在上清液中放射性

11、較高,說明是用35S標記蛋白質(zhì)外殼,若在沉淀物中放射性較高,則說明是用32P標記DNA。(3)用32P標記噬菌體后,沉淀物中放射性較高。若上清液中也有少量放射性物質(zhì),可能的原因是上清液中有沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體。易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用答案:(1)大腸桿菌(2)C(3)沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用下列關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是()A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B.分

12、別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng)C.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D.32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用解析:“噬菌體侵染細菌的實驗”應(yīng)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大腸桿菌分別培養(yǎng)噬菌體得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌體,再讓帶標記的噬菌體分別侵染未帶標記的大腸桿菌,進行短時間的保溫培養(yǎng);用35S標記的噬菌體

13、侵染實驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分導致部分親代噬菌體蛋白質(zhì)外殼仍然吸附在大腸桿菌表面;35S、32P標記的噬菌體侵染實驗只能說明DNA是遺傳物質(zhì),不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。答案:C易錯突破合作探究自主預(yù)習一二知識精要典題例解遷移應(yīng)用噬菌體侵染細菌實驗的誤差分析(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中有少量放射性的原因:保溫時間過短,部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液出現(xiàn)放射性;保溫時間過長,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,也會使上清液的放射性含量升高。(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中也有少量放射性

14、的原因:由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面,離心時隨細菌到沉淀物中,使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。易錯突破合作探究自主預(yù)習易錯點一易錯點二易錯點一易錯點一:用用32P和和35S標記噬菌體時標記噬菌體時,應(yīng)是分別標記應(yīng)是分別標記,而不是標記在同一組噬菌體上。而不是標記在同一組噬菌體上。如果用32P和35S標記同一組噬菌體,則上清液和沉淀物中都能檢測到放射性,不能形成對照,無法判斷是哪種成分侵入大腸桿菌。【例1】 在探索遺傳物質(zhì)的過程中,赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗,下列有關(guān)敘述正確的是()A.用32P標記T2噬菌體的蛋白質(zhì),用35S標記T2噬菌體的DNAB.

15、分別用含有32P的T2噬菌體和含有35S的T2噬菌體進行侵染實驗C.用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體D.該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)易錯突破合作探究自主預(yù)習易錯點一易錯點二解析:由于噬菌體的S元素僅存在于蛋白質(zhì)中,而P元素幾乎都存在于DNA分子中,因此實驗中用32P和35S標記噬菌體進行實驗。實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì),而沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。培養(yǎng)T2噬菌體應(yīng)使用大腸桿菌,而不能用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基。答案:B易錯突破合作探究自主預(yù)習易錯點一易錯點二易錯點二易錯點二:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物是遺傳物質(zhì)質(zhì),而不能證明而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。是主