遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

1、第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第一節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)1總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程。2掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的過程及結(jié)論。(重難點)3掌握噬菌體侵染細(xì)菌實驗的方法、過程及結(jié)論。(重難點)肺 炎 雙 球 菌 的 轉(zhuǎn) 化 實 驗1遺傳物質(zhì)在染色體上(1)薩頓對蝗蟲精子發(fā)生的研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：a染色體是各具獨特形態(tài)的實體。b體細(xì)胞中染色體成對存在，一條來自父方，一條來自母方。c在細(xì)胞減數(shù)分裂時，配對的兩條染色體相互分開，獨立進入配子。d非同源染色體進入配子時自由組合。發(fā)現(xiàn)問題：在減數(shù)分裂時，染色體的行為與遺傳因子的行為具有完全平行的現(xiàn)象。提出假設(shè)：遺傳因子位于染色體上。(2)摩爾根通過果蠅雜交實驗，得出特定的基因位

2、于特定染色體的特定位置上的結(jié)論，因此，染色體就是遺傳物質(zhì)的載體。2肺炎雙球菌的特點 種類項目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落表面光滑表面粗糙菌體毒性有毒性無毒性3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的實驗(1)原理：S型細(xì)菌可使小鼠患敗血癥死亡。(2)實驗過程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種物質(zhì)使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。4體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的實驗(1)設(shè)計思路：將提純的S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)分別加入到R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，單獨觀察它們各自的功能。(2)實驗過程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即DNA是具有轉(zhuǎn)化作用的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。合

3、作探討探討1：是否所有生物的遺傳物質(zhì)都以染色體作為載體？真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都在染色體上嗎？提示：不是。原核生物及病毒無染色體，其遺傳物質(zhì)不以染色體作載體，真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并非都在染色體上，如線粒體、葉綠體中也有遺傳物質(zhì)DNA。探討2：根據(jù)格里菲思的實驗，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的“遺傳物質(zhì)”可能是什么？為此艾弗里設(shè)計了怎樣的實驗？提示：可能是DNA或蛋白質(zhì)。將分離提純的DNA、蛋白質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，單獨觀察它們各自的效應(yīng)。探討3：艾弗里實驗中設(shè)置加DNA水解酶這組實驗?zāi)康氖鞘裁?？提示：艾弗里實驗中設(shè)置DNADNA酶這一組實驗的目的：對照說明只加DNA組的結(jié)論，說明DNA的水解產(chǎn)物不能

4、實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。思維升華1肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照相互對照時每組均既是實驗組又是對照組，每個實驗組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結(jié)論必須由幾組實驗結(jié)果對比得出。2體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗者格里菲思艾弗里等培養(yǎng)細(xì)菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)實驗原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照S型細(xì)菌各成分作用的相互對照實驗結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌S型細(xì)菌實驗結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)和影響因素(1)在加熱殺死的S型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，但不要認(rèn)為DNA

5、也變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。(2)在轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而是只有少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。原因是轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。1某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，進行了以下4個實驗：S型細(xì)菌的DNADNA酶加入R型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌的DNADNA酶加入S型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型細(xì)菌的DNA注射入小鼠S型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型細(xì)菌的DNA注射入小鼠以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是()A存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、

6、死亡C死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、存活【解析】加入DNA酶，可將S型細(xì)菌的DNA水解，使之完全失去活性，再加入R型細(xì)菌，不會轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，故小鼠存活；雖加入了DNA酶，但還加入了S型細(xì)菌，故小鼠死亡；由于高溫使R型細(xì)菌死亡，加入S型細(xì)菌的DNA后，不會有S型細(xì)菌出現(xiàn)，故小鼠能存活；中的S型細(xì)菌在高溫下被殺死，加入R型細(xì)菌的DNA，小鼠不死亡。【答案】D2格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證實了() 【導(dǎo)學(xué)號：73730045】DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類不是遺傳物質(zhì)DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異A BC D【解析】格里菲思和艾弗里

7、實驗?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緼噬 菌 體 侵 染 細(xì) 菌 實 驗1噬菌體組成2同位素標(biāo)記3實驗過程4實驗結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。合作探討探討1：能否使用14C和18O標(biāo)記噬菌體？為什么？提示：不能，因為噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中都含有C和O元素。探討2：請分別寫出噬菌體外殼及其核酸的組成單位的結(jié)構(gòu)簡式，并注明32P、35S的標(biāo)記的部位。提示：噬菌體侵染細(xì)菌實驗中32P和35S的存在部位，如下圖所示。探討3：能否分別用含放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體？為什么？提示：不能。因為病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的獨立生活的

8、酶系統(tǒng)，專營活細(xì)胞內(nèi)寄生生活。普通培養(yǎng)基缺少細(xì)胞類生物，病毒無法生存。思維升華1噬菌體的增殖(1)模板：噬菌體DNA。(2)合成DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。(3)合成蛋白質(zhì)的原料及場所：大腸桿菌的氨基酸、大腸桿菌的核糖體。2實驗思路及方法S是蛋白質(zhì)特有元素，P是DNA特有元素，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨去觀察它們的作用。3侵染特點及過程(1)進入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)留在外面不起作用。(2)噬菌體侵染細(xì)菌要經(jīng)過吸附注入核酸合成子代DNA組裝子代噬菌體釋放子代噬菌體4實驗過程(1)標(biāo)記噬菌體(2)侵染細(xì)菌(3)結(jié)論：在噬菌體中，

9、保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即DNA是遺傳物質(zhì)。5實驗誤差分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：保溫時間過短，有一部分噬菌體還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，上清液中出現(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，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體仍吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。6噬菌體侵染細(xì)菌實驗與肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗的比較1在證明DNA是遺傳物質(zhì)的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，正確的技術(shù)

10、手段是()A用化學(xué)方法把DNA和蛋白質(zhì)分開B用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體和大腸桿菌C用32P和35S同時標(biāo)記T2噬菌體D用標(biāo)記過的大腸桿菌去培養(yǎng)T2噬菌體【解析】分別用32P和35S培養(yǎng)大腸桿菌，再用正常的噬菌體去侵染被標(biāo)記的大腸桿菌，最后用分別標(biāo)記的噬菌體再侵染正常大腸桿菌，觀察是噬菌體的DNA還是蛋白質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后能產(chǎn)生子代噬菌體?！敬鸢浮緿2為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實驗及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：7

11、3730046】A圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入32P標(biāo)記的無機鹽B若要達(dá)到實驗?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用35S標(biāo)記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組C噬菌體的遺傳不遵循基因分離規(guī)律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離規(guī)律D若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)【解析】題圖所示錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營養(yǎng)成分應(yīng)無放射性標(biāo)記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應(yīng)設(shè)計一組用35 S標(biāo)記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離規(guī)律；若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實驗時間過長，細(xì)菌裂解導(dǎo)致的。【答案】B煙 草 花

12、 葉 病 毒 感 染 煙 草 的 實 驗1RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和RNA，無DNA。(2)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不是蛋白質(zhì)。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA。合作探討探討1：煙草花葉病毒合成蛋白質(zhì)的場所是什么？其進行RNA和蛋白質(zhì)合成的原料由誰提供？提示：煙草細(xì)胞的核糖體。由煙草細(xì)胞為之提供合成核酸和蛋白質(zhì)的原料。探討2：所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，對嗎？為什么？提示：不對。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。思維升華1煙草花葉病毒重建實驗(

13、1)過程：(2)構(gòu)建的重組病毒，其遺傳性狀與提供RNA的病毒性狀完全一致，與提供蛋白質(zhì)的病毒性狀不同，說明RNA是遺傳物質(zhì)。(3)結(jié)論：只有RNA而沒有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。2根據(jù)煙草花葉病毒感染煙草的實驗，獲得實驗結(jié)論3.生物遺傳物質(zhì)的判斷方法(1)方法：細(xì)胞內(nèi)既有DNA，又有RNA，只有DNA是遺傳物質(zhì)，分布在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。病毒只能含有一種核酸，DNA或RNA。大多數(shù)病毒含DNA。一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸(DNA或RNA)。(2)不同生物的遺傳物質(zhì)如下表：實例噬菌體(DNA)或煙草花葉病毒(RNA)乳酸菌、藍(lán)藻酵母菌、玉米、小麥、人1煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HR

14、V)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是()Aa過程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，結(jié)果說明TMV的蛋白質(zhì)外殼沒有侵染作用Bb過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結(jié)果說明其有侵染作用Cc、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結(jié)果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒D該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)【解析】a過程中煙葉沒有出現(xiàn)病斑，表示TMV的蛋白質(zhì)外殼沒有侵染作用；b過程中煙葉出現(xiàn)病斑，表示HRV的RNA有侵染作用；c、d過程表示

15、用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉出現(xiàn)病斑，并能從中分離出HRV病毒，說明該“雜種病毒”有侵染作用；該實驗證明只有HRV的RNA是遺傳物質(zhì)，不能證明TMV的RNA不是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緿2下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAB酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸【解析】A項中肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA；B項中酵母菌為真核生物，其遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；C項中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；D項中煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RN

16、A，水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。【答案】B1在生命科學(xué)發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗是()孟德爾的豌豆雜交實驗?zāi)柛墓夒s交實驗肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗煙草花葉病毒感染和重建實驗A B C D【解析】孟德爾豌豆雜交實驗揭示了基因分離規(guī)律；摩爾根果蠅雜交實驗證明了基因在X染色體上；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗及噬菌體侵染細(xì)菌實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)；煙草花葉病毒感染和重建實驗證明了RNA是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緾2下面是模仿艾弗里的實驗內(nèi)容，有關(guān)敘述不正確的是()AR型細(xì)菌無莢膜，無毒性BR型細(xì)菌與S型細(xì)菌都有核糖體C添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別具有對照作用DDNA酶的

17、作用是催化DNA復(fù)制【解析】肺炎雙球菌為原核生物，有核糖體。R型細(xì)菌無莢膜，無毒性。添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別作為對照，說明以上物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，只有DNA是遺傳物質(zhì)。DNA酶的作用是水解DNA?！敬鸢浮緿3艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個實驗的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：73730047】A二者都應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)B二者的設(shè)計思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)C艾弗里的實驗設(shè)置了對照，赫爾希與蔡斯的實驗沒有對照D二者都誘發(fā)了DNA突變【解析】只有噬菌體侵染細(xì)菌實驗應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù)，A錯誤；

18、兩實驗最關(guān)鍵的設(shè)計思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)，B正確；赫爾希與蔡斯的實驗是相互對照，C錯誤；兩實驗都沒有誘發(fā)DNA突變，D錯誤?！敬鸢浮緽4經(jīng)研究：人感染高致病性禽流感是由甲型流感病毒H5N1亞型引起，傳染源主要為感染H5N1病毒的禽類或H5N1病毒污染的環(huán)境。某研究小組為探究H5N1病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，做了如下實驗，請你完成相關(guān)內(nèi)容。(1)實驗原理：_。(2)材料用具：H5N1病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。(3)實驗步驟：取健康且生長狀況基本一致的小白鼠若干，隨機均分成四組，編號分別為A、B、C、D。按如表所示配制注射溶液，然后分別注射入小白鼠體內(nèi)。組別ABCD注射溶液_和_和_相同條件下培養(yǎng)一段時間后，觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。(4)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：A、C組發(fā)病，B、D組未發(fā)病，說明DNA是H5N1病毒的遺傳物質(zhì)；_，說明_。(5)實驗分