DNA是主要的遗传物质

第六单元遗传的分子基础,第17讲DNA是主要的遗传物质,(第1课时),返回目录,高考纵览,生物的遗传物质,1作为遗传物质必须具备的4个条件(1)在生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己，使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。,一、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌类型,(1)R型细菌：菌落粗糙（rough）；无荚膜；毒性。(2)S型细菌：菌落光滑(smooth)；有荚膜；毒性。,有,无,第17讲DNA是主要的遗传物质,知识梳理,2格里菲思的肺炎双球菌的（体内）转化实验(1)实验过程及结果,转化因子,不死亡,死亡,不死亡,死亡,(2)实验结论：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“_”。,第1组实验：,第2组实验：,第3组实验：,第4组实验：,3艾弗里及其同事的肺炎双球菌的（体外）转化实验(1)实验过程及结果(2)实验结论：使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是,_。,DNA,R型细菌和S型细菌,R型细菌,导思两个转化实验在生命科学史上堪称经典，你能归纳出各自的巧妙构思吗？培养基中的R型和S型细菌的区分？答案格里菲思的体内转化实验，不仅选用两种材料(S型菌、R型菌)作为对照，还创造性地“用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验”；艾弗里的巧妙构思是“将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化”。区分R型和S型细菌可用两种方法：(1)制作装片，显微观察是否有荚膜结构。(2)培养形成菌落培养基中两种细菌不断增殖形成菌落，肉眼观察培养基上形成的菌落表面光滑的为S型细菌，表面粗糙的为R型细菌。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,二、噬菌体侵染细菌的实验1实验方法采用_法，用35S、32P分别标记_。2实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构(2)噬菌体的生活方式：_。,第17讲DNA是主要的遗传物质,基识巩固,同位素标记,噬菌体的蛋白质和DNA,DNA,C、H、O、N、P,蛋白质,C、H、O、N、S,活细胞寄生,噬菌体的结构及侵染细菌的过程.swf,。,实验组一：用含35S的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌,实验组二：用含32P的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌,3.实验过程：,4实验结论在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是_，即DNA是遗传物质。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知巩固,DNA,实验表明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。若添加以下步骤即可有力证明蛋白质不是遗传物质：将蛋白质外壳注入细菌细胞内，然后观察细菌体内是否出现子代噬菌体。,导思:上清液和沉淀物的放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有放射性的原因。保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,导思噬菌体与细菌混合后，要进行搅拌并离心，搅拌和离心的作用分别是什么？与艾弗里实验比较，这两个实验共同的实验设计思路是什么？答案搅拌的目的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重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。两个实验的共同思路是设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独地直接观察它们各自的作用。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,三、DNA是主要的遗传物质1RNA是遗传物质的实验结论：烟草花叶病毒中_是遗传物质。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,正常,RNA,患病,RNA,2生物的遗传物质(连线)答案(c)(e)()(d)(f)()(a)()(b)(),第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,网络构建,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,自主提升(判断正误，对的打“”，错的打“”)12014江苏卷赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。()解析赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质。22013新课标全国卷肺炎双球菌转化实验、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验和DNA的X光衍射实验都证明了DNA是遗传物质。()解析肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验都证明了DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA结构的探索提供了重要依据。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,32013海南卷T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中，可利用寄主体内的物质大量增殖。()解析T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。42012江苏卷人类对遗传物质的本质的探索实验中，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。()解析艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验在提取DNA时未能将其中0.02%的蛋白质去掉，而噬菌体侵染细菌的实验能将蛋白质和DNA严格分开，因此噬菌体侵染细菌的实验比艾弗里的实验更具说服力。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,5在噬菌体侵染细菌的实验中，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养。()解析噬菌体侵染细菌实验中，用标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌时，需要进行适当时间的保温，时间过长可导致菌体裂解死亡、子代噬菌体释放，使上清液中因含有大量子代噬菌体而出现高放射性进而造成实验结果的误差。6DNA不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是DNA。()解析细胞生物(真核生物、原核生物)都是以DNA为遗传物质，而少数病毒以RNA为遗传物质。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,7在噬菌体侵染细菌的实验中，同位素标记是一种基本的技术。在侵染实验前首先要获得同时含有32P与35S标记的噬菌体。()解析为了利用同位素标记法分别研究DNA与蛋白质在遗传中所起的作用，需要对噬菌体进行分别标记，而不是同时用32P与35S标记。8豌豆细胞内既有DNA，又有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质。()解析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。,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,基础知识巩固,考点一肺炎双球菌转化实验的分析比较体内转化实验和体外转化实验,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,警示有关肺炎双球菌转化实验的4个误区(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，而是具有毒性的S型细菌使小鼠致死。此实验仅证明了可能存在转化因子，体外实验才证明转化因子是DNA。(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。(3)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(4)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,例12014宿州模拟如图6171为“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程，能充分说明“DNA是遗传物质”的是()图6171ABCD,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,答案D解析实验中R型活细菌在S型细菌的DNA的作用下，转化为S型细菌，说明了S型细菌的DNA进入到R型细菌中，实现了对其性状的控制，证明了DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列实验，题中的实验均分别与实验构成对照实验，说明了S型细菌的RNA、蛋白质和多糖类荚膜等都不能使R型细菌转化，即证明DNA是遗传物质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,拓展实验中，若在培养基中添加DNA酶，会出现什么样的结果？为什么？艾弗里为什么在进行了四组实验后还进行了添加DNA酶的这组实验。答案不会长出S型细菌，只会出现R型细菌。因为DNA酶会使加入的S型细菌的DNA发生水解，DNA的水解产物不能使R型细菌得到转化。添加DNA酶的实验组与实验形成条件对照，使实验结果更加明确，起到加强证明的作用，同时还能证明DNA的基本构成成分不能实现转化。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,考点二噬菌体侵染细菌的实验的分析1噬菌体增殖的条件(1)场所：大肠杆菌细胞中,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,2噬菌体侵染细菌的实验的结果分析,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,警示噬菌体侵染细菌的实验的易错分析(1)不能标记C、H、O、N等DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，而不能确定是何种元素的放射性。(3)噬菌体侵染细菌的实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同：前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)；后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养，但两者实验设计思路相同，均是设法将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,例2某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(1)噬菌体在增殖过程中利用的模板和酶的提供者分别是_、_。(2)子代噬菌体的DNA应含有表中的_和_元素，各_个和_个。(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有_元素，由此说明_；子代噬菌体蛋白质都含有_元素，这是因为_。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,答案(1)噬菌体细菌(2)31P32P1002(或32P31P2100)(3)35S噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内32S子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内32S标记的氨基酸为原料合成的解析(1)噬菌体侵染细菌过程中，噬菌体只提供了DNA作为模板，而增殖过程中合成DNA和蛋白质的原料、酶、能量及场所全由被侵染的大肠杆菌提供。(2)DNA复制为半保留复制，在产生的100个子代中，只有两个噬菌体内的DNA含有原来32P标记的母链和31P标记的子链，其余98个子代DNA全为31P标记的新合成的子代DNA。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(3)子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用含32S的氨基酸为原料合成的，所以子代噬菌体的蛋白质含有32S而不含有35S。在噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细胞中，蛋白质外壳没有进入，噬菌体利用了细菌的氨基酸为原料合成了自己的蛋白质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,拓展若用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位是？子代噬菌体的DNA和蛋白质中是否含有15N，为什么？答案15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质，放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳中。某些子代噬菌体的DNA中含有15N，而蛋白质中不含15N，因为合成DNA的模板来自亲代DNA，亲代DNA中含有15N，而合成蛋白质的原料来自细菌，细菌内不含15N。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,【总结提升】噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源的判断方法T2噬菌体侵染细菌时，用放射性元素标记的物质不同，放射性在子代出现的情况也不同：(1)若用32P和35S标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，则只在部分子代T2噬菌体的核酸中有32P标记。(2)若用32P和35S标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。(3)若用C、H、O、N等标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，则只在部分子代T2噬菌体的核酸中有标记元素。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,【对点训练】2014江西联考为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验。如图6172中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述，正确的是()图6172,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,A图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐B若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组C为获得32P标记的噬菌体，可将噬菌体放在含有32P的培养基中培养一段时间即可获得D若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,答案B解析实验中所用亲代噬菌体已用32P标记，应让其侵染未被标记的大肠杆菌，因此大肠杆菌培养液中不能含32P，A项错误。本实验用32P和35S分别标记两组噬菌体，实验前这两组的实验结果都是未知的，因此两组都是实验组，形成相互对照，B项正确。噬菌体属于病毒，无细胞结构，不能直接在培养基中增殖，为获得32P标记的噬菌体，需先标记大肠杆菌，再用普通噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌，C项错误。由于实验的误差，如：感染时间太长，子代噬菌体释放，离心过早，含32P标记的噬菌体DNA没有进入细菌等原因，都可导致实验B(上清液)中出现放射性，不能否定实验能证明DNA是遗传物质，D项错误。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,考点三不同生物的遗传物质1根据烟草花叶病毒感染烟草的实验，获得实验结论,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,2.烟草花叶病毒重建实验(1)过程(2)构建的重组病毒，其遗传性状与提供RNA的病毒性状完全一致，与提供蛋白质的病毒性状不同，说明RNA是遗传物质。结论：只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,3判断下表中生物体内核酸种类及遗传物质,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,例3自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感病毒)，我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出预防禽流感的疫苗。根据所学知识回答下列问题：(1)实验室中获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是_。(2)利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分，原理是：RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。_。DNA与二苯胺试剂共热显蓝色。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(3)实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA，不含DNA。则证明禽流感病毒遗传物质的最关键实验设计思路是_。(4)请你预测用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚所存在的几种可能性：如果蛋白质与RNA都有遗传效应，说明蛋白质和RNA都是遗传物质。如果_，说明：_。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,如果_，说明：_。如果_，说明：_。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,答案(1)病毒只能寄生在宿主的活细胞中进行繁殖等各项生命活动(2)蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色(3)设法将禽流感病毒的蛋白质和RNA分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用(4)RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应RNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质RNA没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应RNA不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质RNA和蛋白质都没有遗传效应RNA和蛋白质都不是遗传物质,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,解析(1)禽流感病毒没有细胞结构，不能独立生存，只能在宿主的活细胞中进行繁殖，因此培养禽流感病毒时，不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基。(2)禽流感病毒有蛋白质外壳和核酸组成，其中蛋白质的检测原理是：蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色。(3)证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是：设法将禽流感病毒的蛋白质和RNA分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用。(4)用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚，存在以下几种可能性：,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,蛋白质与RNA都有遗传效应，说明蛋白质和RNA都是遗传物质。RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应，说明RNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。RNA没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应，说明RNA不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质。RNA和蛋白质都没有遗传效应，说明RNA和蛋白质都不是遗传物质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,【对点训练】烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒感染烟叶，如图6173所示，请据图回答下列问题：图6173,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,(1)a与b，c与d的结果不同，说明_。(2)b与d的结果不同，说明_。(3)e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自_，合成蛋白质的原料氨基酸由_提供。(4)f中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有来自_的RNA和来自_的蛋白质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,答案(1)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(2)不同RNA控制合成不同的病毒(3)TMV的RNA烟叶细胞(4)HRVHRV解析(1)用蛋白质感染烟叶，叶片不出现病症，用RNA感染烟叶则出现病症，说明RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。(2)b和d所用的RNA不同，结果病症表现情况不同，说明不同RNA控制合成不同的病毒。(3)e中杂种病毒的遗传物质是TMV的RNA，所以模板来自TMV的RNA，合成蛋白质的原料由烟叶细胞提供。(4)f中杂种病毒的遗传物质来自HRV的RNA，所以繁殖出来的子代病毒具有来自HRV的RNA和来自HRV的蛋白质。,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,考点互动探究,备选理由噬菌体侵染细菌的实验较难理解，以此题作为考点补充。1有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒感染家禽的过程，设计实验如图：一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是(),返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,教师备用习题,返回目录,第17讲DNA是主要的遗传物质,返回目录,教师备用习题,答案D解析病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面