DNA是主要的遗传物质(高三一轮复习)

1、第3章 基因 的本质考纲.解读考纲内容能力要求命题展望.人类对遗传物 质的探索过程. DNA分子结构 的主要特点. DNA分子的复 制.基因的概念IIIIIIII.结合DNA的结 构和特性、DNA 复制，以选择题考 查基础知识.结合有丝分裂、 减数分裂、遗传变 异、基因表达等知 识综合命题第1节DNA是主要的遗传物质知识.梳理.肺炎双球菌的转化实验（1）肺炎双球菌的种类:S型菌R型菌菌落光滑粗糙英膜有英膜无荚膜毒性有毒性无毒性（2）格里菲思的实验（体内转化实验）实验过程、现象及结论注射的 球菌 实验现 象（小鼠 的反应）1活菌不 死亡活菌3加热杀死 的S型细菌不死亡加热杀死的S型 细菌+R型活

2、菌死亡实验结论加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”,它将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌思考：怎样才能证明是DNA或蛋白质是遗 传物质呢？我们第一步要做的是什么?思路：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、 直接地去观察DNA的作用。.艾弗里的实验（体外转化实验）2.艾弗里的肺炎M球菌特化实验力口入S型菌的DNAs型活细菌的DN AJR型活细菌混合培养加入 S型菌的黄白质或R型函型茵的英膜彩槽S型活细菌的蛋白质或多糖 和R型活细菌混合培养R型菌S型菌的DMA+DNA 酶s型活细菌的DNA水解物 和R型活细菌混合培养1）实验过程及现象S型活细菌多糖 脂质蛋白质DNA DNA+DNA 酶分别

3、与R型活细菌混合培养宇聆I I I /窗蓑R型 R型 R型 R型+S型R型2）实验结论:DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。即DNA是遗传物质，蛋白质、多糖及DNA水解产物不是遗传物质。思考：艾弗里实验中设置DNA+DNA酶这一组 实验的目的是什么?提示：一是对照说明只加DNA组的结论，二是 说明DNA的基本构成成分不能实现转化。.噬菌体侵染细菌的实验(1)实验材料：玉好色组成成分：DNA和蛋白质 生活方式：一甦增殖：在自身 遗传物质 的控制下,利用细逆的原料、能量合成自身的DNA和蛋白质，进行大量增殖。(2)噬菌体侵柒细菌的过程：吸附侵入合成匚加装崛放最后，这些噬菌体由于细

4、菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。(3)赫尔希和蔡斯的实验过程和结果检搅 测拌 放、O匕评N夜g放 恨R胡:觉的因攸附件侬低大肠杆菌裂解后检 I测新的噬菌体 1XTT搅拌、离心后 检测放射性E1.卜曲油的欣 4H性做低注物的放在赫虺欣:门勺吮 的 休 中2/检测严STit件淅形成的瞳M体中椅触国产尸结果分析过程 结果分析实验结论被35s标记的丁2噬菌细菌内无放蛋白质外壳体侵染细被32P标记体侵染细射性12噬菌在细菌细外,AX- JjMf Xrfr体增殖不起作用细菌体内有放射性12噬体增殖DNA注入细 菌细胞内， 指导12噬菌DNA是 真正的 遗传物 质体的增殖思考:L此实验能否说明蛋白

5、质不是遗传物质？为什么?2 .此实验还可以看出DNA作为遗传物质有哪些功能?DNA能自我复制DN A能控制蛋白质的合成3、为什么选择35s和32P两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14c和18。同位素标记可行吗?蛋白质的组成元素：C、H、O、N、(S) DNA的组成元素：C、H、O、N、P噬菌体是营寄生生活的，因此不能用培养基来直接培养进行标记，需先标记大肠杆菌，然后通过噬菌体侵染标记的大肠杆菌而进行标记。考点.剖析考点1：肺炎双球菌的转化实验体内转化实验体外转化实验操作人格里菲思艾弗里.及其同事细菌培 养场所小鼠体内培养基(体外)巧妙构思川加热杀死的s型细 菌做对照将物质提纯分离各自 观

6、察结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落实验结论S型菌体内有转化因子S型菌的DNA是遗 传物质相同点：.考妙选用R型和S型两种肺炎双球菌.实验目的都是探究遗传物质的成分.实验设计都遵循对照原则和单一变量原则两者关系：体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。特别提醒：(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是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。(3)转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型 细菌的DNA是遗传物质。【易错易混】直接将S型细菌

7、的DNA注入小鼠体内，其DNA没有生物活性，不会使小鼠患病，因为外源DNA进入体内后会因裂解而失去生物活性。转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质考点2：比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验(1)相同点设法将DNA与其它物质分开，单独观察它们各自的作用遵循对照原则都证明DNA是遗传物质(2)不同点肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验处理方式直接分离S型菌的 DNA、多糖、蛋白 质等，分别与R型 菌混合培养同位素示踪法：分别用同位素32P、35s标记噬菌体的DNA和蛋白质,分别让其侵染大肠杆菌实验分析S型菌的DNA使R型菌发生转化，S型菌的其它物质不能使R型菌发

8、生转化同位素35s标记的噬菌体外壳未进入细菌内部，而32p标记的噬菌体DNA进入细菌内部实验结论证明DNA是遗传物 质，蛋白质和多糖等不是遗传物质证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是 遗传物质。伞考点自测1 .赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染大肠杆实验时，应用了放射性同位素标记技术。下列相关说法不正确的是（）CA .利用放射性同位素标记技术的目的是追踪丁2噬菌体DNA和蛋白质分子的去向B.用35s标记蛋白质是由于噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中C.用含32P的肉汤培养基培养丁2噬菌体获得DNA被标记的噬菌体D.检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质2.（2011 晋中

9、模拟）科学家艾弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。实验的材料：S型细菌、R 型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗 里等人先做了以下三组实验：）S型细菌的蛋白质+R型活细菌-R型菌落 S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌fR型菌落 S型细菌的DNA+R型活细菌fR型菌落+S型菌落艾弗里等人发现实验步骤并不严密，于是又做了第 组实验方法和结果:四组实验，请按照中的表达形式，写出第四）S型细菌的DNA+DNA酶+R型活细菌-R型菌落（1）对上述实验现象的正确解释是R型菌从S型菌中萩得了（某种物质（转化因子）.导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。上述实验可以得出的结论知NA是遗传物质 艾弗里

10、设计的肺炎双球菌的体外转化实验, 最关键的思路是，首先从s型菌中提取、分离出各种成分,然后 分别与R型菌混合培养 观察 其后代是否有S型菌（菌落）出现 肺炎双球菌具有的细胞器是曲位；控制 其性状的物质是DNA。在格里菲思所做的实验中，灭活S型菌的加热温度是6065之间。在此温度条件下， DNA失活是因为DNA分子发生解旋（或变性）:但当 温度恢复至适宜温度后，DNA分子又会 复性（恢复双螺旋结构）,保持其遗传特性。3.（2011 中山模拟）下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是（B ）A.需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定B .培养基的成分应适合噬菌体生长和繁殖C.转化的有效

11、性与提取的DNA纯度密切相关D.实验证明了 DNA是遗传物质而蛋白质不是 4.（2011 中山模拟）在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，将从S型活菌中提取的DNA用DNA酶进行了处理，并将处理后的DNA与R型菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。设 置本实验步骤的目的是（A.证明R型菌生长不需要DN AB.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验 形成对照C.补充R型菌生长所需要的营养物质D.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素【解析】本实验中真正的实验组是S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养，结果发现培养基上有R型菌和S型菌共同生长，为证明DNA的作用，设置了对 实验，

12、以进一步证明实验结论。考点3:噬菌体侵染细菌的实验1、噬菌体侵染细菌实验的分析(1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营寄生生活，故应先培养细 菌，再用细菌培养噬菌体。(2)噬菌体侵染细菌实验不能证明DNA是主 要的遗传物质，也不能严格证明蛋白质不是遗 传物质。若要证明蛋白质不是遗传物质应添加 什么步骤？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。(3)噬菌体侵染细菌的实验结果：说明DNA是真正的遗传物质；说明DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性；说明DNA能控制蛋白质的生物合成。2、利用细菌和病毒作为遗传实验材料的优点:个体很小，结构简单，容易看

13、出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化 繁殖快。3、噬菌体侵染细菌的实验中，要经过“短 时间”的保温后，搅拌、离心，“短时间”是因为必须在菌体裂解之前进行搅拌和离心,才能使被感染的细菌形成沉淀，且只有沉淀 物中有放射性，保温时间过短或过长都会使 上清液中存在一定量的放射性4、不能同时标记一个噬菌体的蛋白质外壳和 DNA,因为这样无法通过离心来跟踪两者的 去向5、标记的对象不同，对应的结果也不同若用32P和35s标记噬菌体而细菌未标记，相当 于间接地将蛋白质和DNA分开，在子代噬菌体 中只有DNA中有32p。若用32P和35s标记细菌而噬菌体未标记，在子 代噬菌体中蛋白质和DNA均可找到标记元素

14、。若用14C、3H、15N等标记噬菌体而细菌未标 记，在子代噬菌体中，只有DNA中能找到标记兀素O 若用3H、15N等标记细菌而噬菌体未标 记，在子代噬菌体中蛋白质和DNA均可找到标I己，考点自测用32P和35s分别标记噬菌体的DNA分子和 蛋白质外壳，然后去侵染含31P与32s的细菌， 待细菌解体后，子代噬菌体的DNA分子和蛋 白质外壳（A）A,少数含32P、大多数含31P和全部含32sB.只含31P和少数含32sC,少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多 数含32sD .只含32P和大多数含35s考点4: RNA是遗传物质的相关实验1 .实验过程及结果烟草烟草花叶病毒RNA分别接

15、种（出现病斑）.结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA.人类的探索结论：DNA是主要的遗传物质, 因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA, 只有少数生物的遗传物质是RNA。考点5:对生物遗传物质的理解生物类型所含核酸遗传物质举例细胞 生物真核生物DXA和RXADNA酵母菌、苹果、人原核生物细菌、蓝藻非细胞 生物大多数 病毒仅有DNADNA工噬菌体极少数 病毒仅有RNARNA烟草花叶病毒、 HIV、SARS、 流感、禽（感【说明】蛋白质一般不作为遗传物质的原因 不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量 往往不固定，不能遗传给后代。分子结构不 稳定（易变性）。特例：航病毒只含蛋白质成 分，不含核

16、酸，故认为肮病毒的遗传物质为蛋 白质。Q考点自测1病毒耄葩京明核酸是遗传物质而蛋白质不是遗传物质的最合适的生物，主要原因是（A ）A.有些病毒只含有核酸和蛋白质，且在侵染宿 主细胞时两种物质分离B.病毒能够侵染生物，使生物表现出特定病症C.病毒只含DNA和RNAD.病毒是最低等的生物【解析】病毒只含有核酸和蛋白质，在 侵染宿主细胞时只有核酸进入宿主细胞。1.（2010.江苏高考）探索遗传物质的过程是漫长的, 直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括（A .不同生物的蛋白质在结构上存在差异B .蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，

17、并且能够 自我复制D .蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量 遗传信息【解析】A项：不同生物的蛋白质在结构 上存在差异，则可贮存遗传信息；B项:体现了遗传物 质控制生物的性状和新陈代谢；D项:蛋白质中氨基酸C项：蛋白质结构不稳定，温度过高、强酸、 强碱均能使蛋白质变性，由此判断C项错误;3.（2011 梅州模拟）回答下列与噬菌体侵染细实验有关的问题:（1） 1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术完成了著名的噬菌体侵染细菌实验，如图是实验的部分步骤:噬菌体蛋白质（0dna上清液具有放射性 一修写出上述实验的部分操作过程： 第一步，用35s标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实 现对噬菌体蛋白质外壳

18、的标记？请简要说明步骤:先将细菌置于含35s标记的培养基中进行培养,再用噬菌体侵染已标记的细菌 第二步：用35s标记的噬菌体与没有标记过的细产 混合。第三步：一定时间后，搅拌，离心。在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌，在理论上上清液不含有放射性，而实验最终结果显示，在离心液的上层, 也有一定的放射性，而下层的放射性比理论值低。在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是 放射性同位素标记法 从理论上讲，上清液的放射性应该为0,由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，因此对实 验过程进行误差分析： 用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清 液的放射性增高，其原因是a.在实验过程中，从噬菌体与细菌混合培养，到噬菌体增殖后从细菌中释放出来。b在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到细菌中去，将会产生误差，理由是未侵染的噬菌体会使上清液中具有放射性 。噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白 质外壳需要（C ）A.细菌的DNA及其氨基酸B .噬菌体的DNA及其氨基酸C .噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D.细菌的DNA及噬菌体的氨基酸上述实验中，不能用15N来标记噬菌体DNA, 理由是 DN A和蛋白质中均有N元素实验原则