是主要的遗传物质学案

1、第1讲 DNA是主要的遗传物质【基础自主梳理】一、对遗传物质的早期推测1.主导观点：蛋白质是生物体的遗传物质。2.对DNA的认识： (1)生物大分子：由许多脱氧核苷酸聚合而成。 (2)基本组成单位脱氧核苷酸 化学组成：磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三部分。 种类：4种，差别在于含氮碱基的不同。思考感悟对遗传物质的早期推测与遗传物质的发现之间有什么关系？提示：遗传物质的发现是建立在早期推测和已有的生物学知识基础上的，这些对遗传物质的早期推测是科学家进一步实验研究的前提和理论依据。二、肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌 种类比较项目 S型细菌 R型细菌 菌落光滑 粗糙 菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜 毒性

2、有毒性，使小鼠患败血症死亡 无毒性2.格里菲思的体内转化实验 (1) 实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。 (2) 实验原理：S型细菌使小鼠患败血症。 (3) 实验过程及现象注射 R型活细菌 小鼠不死亡。注射S型活细菌 小鼠死亡，小鼠体内有S型活细菌。(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“转化因子”。 3.艾弗里及其同事的体外转化实验 (1) 实验材料：S型和R型细菌、细菌培养基。 (2) 实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独研究它们各自的功能。 (3)实验过程及现象：(4) 结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。思考感悟(1)如果把S

3、型活细菌的DNA提取后，与活的R型细菌混合，再注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到S型细菌? (2)如果把S型活细菌的DNA提取后，直接注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到S型细菌?（3）格里菲思的体内转化实验的意义体现在哪里？提示：(1)能； (2)不能； （3）格里菲思的体内转化实验最先向遗传物质是蛋白质观点提出了挑战，提出了当时不同于大多数科学家观点的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验者：赫尔希和蔡斯。 2.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。 3.T2噬菌体的特点 (1)结构：外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。 (2)生活方式：寄生于大肠杆菌内

4、。 (3)增殖特点：在自身DNA的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。 4.实验方法：放射性同位素标记法。 5.实验过程及现象 (1)标记细菌 细菌+含35S的培养基含35S的细菌。 细菌+含32P的培养基含32P的细菌。 (2)标记噬菌体 噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体。 噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体。 (3)噬菌体侵染细菌6.实验表明 (1)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。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的。7.结论：DNA是遗传物质。思考感悟为什么用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA

5、？提示：通过对噬菌体中蛋白质和DNA的研究表明，仅在蛋白质中含有S，而P几乎都存在于DNA分子中。RNA蛋白质烟 草出现烟草花叶病不出现烟草花叶病四、RNA是遗传物质的实验1.材料：烟草花叶病毒。2.过程及结果：烟草花叶病毒 3.结论：RNA是遗传物质。五、生物的遗传物质 极少数病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，在这些病毒中RNA是遗传物质。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。思考感悟： 具有细胞结构的生物体内既有DNA又有RNA，两者都是核酸，又都是遗传物质吗?为什么?提示：DNA和RNA共同存在时，DNA是遗传物质，RNA是DNA转录产生的，它不是遗传物

6、质。只有在少数没有DNA存在的病毒中RNA才起遗传物质的作用。【要点归纳探究】要点一、肺炎双球菌转化实验分析【特别提醒】1.加热杀死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其活性。2.R型细菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。3.体内、体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照实验原则，各实验组互为对照，增强了结论的说服力。【自主探究1】用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡 ( )A.加热杀死的S型细菌 B.缺乏多糖荚膜的R型活细菌C.加热杀死的S型细菌和缺乏多糖荚膜的R

7、型细菌的混合物 D.既缺乏多糖又加热杀死的R型细菌要点二、噬菌体侵染细菌的实验注：上清液中含未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体外壳，沉淀物中含被感染的细菌。【特别提醒】1.噬菌体侵染细菌实验说明：DNA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。2.噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料氨基酸全部来自细菌，而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体（起模板作用）的，也有利用细菌体内的原料脱氧核苷酸新合成的。【自主探究2】为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为 ( )A.用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌B.用18O或32

8、P培养噬菌体，再去侵染细菌C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳要点三、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较【自主探究3】噬菌体侵染细菌实验，直接和间接地证明了DNA ( )是生物体内的遗传物质 能进行自我复制，上下代保持连续性 能控制蛋白质的合成 是生物体内主要的遗传物质A. B. C. D.要点四、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

9、)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。2.生物体内遗传物质的判别【特别提醒】1.一切有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA。 2.生物的遗传物质是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言。 3.蛋白质不可能是遗传物质的原因：（1）不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固定； （2）分子结构也不稳定(易变性)；（3）不能遗传给后代。【自主探究4】生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制细胞核和细胞质遗传的物质是 ( ) A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA【精典考题例析】类型一关于肺

10、炎双球菌的转化实验【例1】（2008·江苏·8）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（ ）A存活、存活、存活、死亡 B存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活 D存活、死亡、存活、存活类型二关于噬菌体侵染细菌的实验【例2】有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：一段时间后，检测子代H5Nl病

11、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【思路解析】病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的32P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。 类型三生物的遗传物质【例3】下列有关遗传物质的描述错误的是 ( ) A.正常情况下，同一生物的不同组织，DNA结构一定相同，数量也一定相同 B.正常情况下，同一生物

12、的不同组织，DNA结构一定相同，数量可能不同 C.细胞生物的遗传物质都是DNA D.任何生物个体的遗传物质只有一种【速效提升训练】一、选择题1用32P、35S标记的噬菌体去侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够在DNA中找到32P，而不能找到35S，此实验不能说明 ( ) A.DNA能产生可遗传的变异 B.DNA能自我复制 C.DNA是遗传物质 D.DNA能控制蛋白质合成2.将大肠杆菌放在含有32P的培养基上扩大培养，取出大肠杆菌并用噬菌体侵染，当大肠杆菌解体后，32P的去向是 ( )A.随大肠杆菌的解体而消失 B.发现于噬菌体的外壳和DNA分子中C.仅发现于噬菌体的DNA中 D.

13、仅发现于噬菌体的蛋白质中3.如图是“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，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是 ( )A. B. C. D.4.1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了 ( )S型细菌的性状由DNA决定 在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入R型细菌细胞中 DNA是遗传物质 S型细菌的DNA是遗传物质，R型细菌的DNA不是遗传物质 蛋白质和

14、多糖不是遗传物质 蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用A. B. C. D.5. 在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计是 （ ） A.将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌 B.将无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌 C.从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，混合加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌 D.从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA，R型细菌才转化为S型细菌6.噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要 (

15、)A.噬菌体的DNA和氨基酸 B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸C.细菌的DNA和氨基酸 D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸7.噬菌体侵染细菌后可以使细菌死亡，HIV感染T细胞后可以造成T细胞大量死亡，那么噬菌体和HIV利用细菌和T细胞中的物质的主要不同是 ( )A.组成蛋白质的原料 B.构成核酸的原料 C.营养成分 D.无机盐8.用DNA酶处理过的S型细菌的DNA不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述不正确的是 ( )A.这个实验是为了证实DNA的分解产物是不是遗传物质B.这个实验是为了从反面证明DNA是遗传物质C.这个实验证实了DNA的分解产物不是“转化因子”D.这个实验是艾弗里关于遗

16、传物质研究的重要工作之一9.肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是( )A.在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌B.曲线ab段下降的原因是部分R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭C.曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D.S型细菌数量从O开始增加到一定值是由于R型细菌基因突变的结果10（2009·银川实验中学第三次月考20，改编）利用同位素作为示踪元素，标记特定的化合物以追踪物质运行和变化过程的方法叫做同位素标记法。下列各项所选择使用的同位素及相关

17、结论不正确的是（）同位素应用A32P标记噬菌体，证明蛋白质不是遗传物质B15N标记DNA分子，证明DNA分子半保留复制方式C14C标记CO2，得知碳原子在光合作用中的转移途径D18O分别标记CO2和水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水二、非选择题：11.下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：(1)分析图A可以看出，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_，原因是_。(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组 ( ) A.14C和180 B.35S和32P C.14C和32P D.35S和18O(3)分析图B可以看出，该实验获得成功的最关键设计是_。12. 探究分析如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回