1、1第一章 遗传的物质基础第一节 遗传物质的发现1总结人类对遗传物质的探索过程。2掌握肺炎双球菌转化实验的过程及结论。(重难点)3掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重难点)肺 炎 双 球 菌 的 转 化 实 验1遗传物质在染色体上(1)萨顿对蝗虫精子发生的研究发现现象：a染色体是各具独特形态的实体。b体细胞中染色体成对存在，一条来自父方，一条来自母方。c在细胞减数分裂时，配对的两条染色体相互分开，独立进入配子。d非同源染色体进入配子时自由组合。发现问题：在减数分裂时，染色体的行为与遗传因子的行为具有完全平行的现象。提出假设：遗传因子位于染色体上。(2)摩尔根通过果蝇杂交实验，得出特定的
2、基因位于特定染色体的特定位置上的结论，因此，染色体就是遗传物质的载体。2肺炎双球菌的特点种类项目 S 型细菌 R 型细菌菌落 表面光滑 表面粗糙菌体毒性 有毒性 无毒性3.体内转化实验格里菲思的实验(1)原理：S 型细菌可使小鼠患败血症死亡。(2)实验过程及现象：2(3)结论：加热杀死的 S 型细菌中含有某种物质使 R 型活细菌转化为 S 型活细菌。4体外转化实验艾弗里的实验(1)设计思路：将提纯的 S 型细菌的 DNA、蛋白质和其他物质分别加入到 R 型细菌的培养基中，单独观察它们各自的功能。(2)实验过程及现象：(3)结论：只有加入 DNA，R 型细菌才能转化为 S 型细菌，即 DNA 是
3、具有转化作用的遗传物质，而蛋白质和其他物质不是遗传物质。合作探讨探讨 1：是否所有生物的遗传物质都以染色体作为载体？真核细胞的遗传物质都在染色体上吗？提示：不是。原核生物及病毒无染色体，其遗传物质不以染色体作载体，真核细胞的遗传物质并非都在染色体上，如线粒体、叶绿体中也有遗传物质 DNA。探讨 2：根据格里菲思的实验，使 R 型细菌转化成 S 型细菌的“遗传物质”可能是什么？为此艾弗里设计了怎样的实验？提示：可能是 DNA 或蛋白质。将分离提纯的 DNA、蛋白质分别与 R 型细菌混合培养，单独观察它们各自的效应。探讨 3：艾弗里实验中设置加 DNA 水解酶这组实验目的是什么？提示：艾弗里实验中
4、设置 DNADNA 酶这一组实验的目的：对照说明只加 DNA 组的结论，说明 DNA 的水解产物不能实现转化。3思维升华1肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照相互对照时每组均既是实验组又是对照组，每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他条件均相同，最终结论必须由几组实验结果对比得出。2体内转化实验和体外转化实验的比较体内转化实验 体外转化实验实验者 格里菲思 艾弗里等培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外)实验原则 R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照 S 型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌S型细菌S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌S 型细菌实验结论 S
5、型细菌体内有“转化因子” S 型细菌的 DNA 是遗传物质3.肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1)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。(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。原因是转化受 DNA 的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。1某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下 4 个实验：S 型细菌的 DNADNA 酶加入 R 型细菌注射入小鼠R 型细菌的 DNADNA 酶加入 S 型细菌注射
6、入小鼠R 型细菌DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型细菌的 DNA注射入小鼠S 型细菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型细菌的 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【解析】 加入 DNA 酶，可将 S 型细菌的 DNA 水解，使之完全失去活性，再加入 R4型细菌，不会转化为 S 型细菌，故小鼠存活；虽加入了 DNA 酶，但还加入了 S 型细菌，故小鼠死亡；由于高温使 R 型细菌死亡，加入 S 型细菌的 DNA 后，不会有 S 型细菌出现，故小鼠能存活；中的 S 型细菌在高温
7、下被杀死，加入 R 型细菌的 DNA，小鼠不死亡。【答案】 D2格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验证实了( ) 【导学号：73730045】DNA 是遗传物质 RNA 是遗传物质 DNA 是主要遗传物质 蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质 DNA 能产生可遗传的变异A BC D【解析】 格里菲思和艾弗里实验能证明 DNA 是遗传物质，但不能证明 DNA 是主要遗传物质和 RNA 是遗传物质。【答案】 A噬 菌 体 侵 染 细 菌 实 验1噬菌体组成Error!2同位素标记Error!3实验过程4实验结论：DNA 是噬菌体的遗传物质。合作探讨5探讨 1：能否使用 14C 和 18O 标
8、记噬菌体？为什么？提示：不能，因为噬菌体的 DNA 和蛋白质中都含有 C 和 O 元素。探讨 2：请分别写出噬菌体外壳及其核酸的组成单位的结构简式，并注明 32P、 35S 的标记的部位。提示：噬菌体侵染细菌实验中 32P 和 35S 的存在部位，如下图所示。探讨 3：能否分别用含放射性同位素 35S 和 32P 的培养基来培养噬菌体？为什么？提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活。普通培养基缺少细胞类生物，病毒无法生存。思维升华1噬菌体的增殖(1)模板：噬菌体 DNA。(2)合成 DNA 的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成蛋白质的
9、原料及场所：大肠杆菌的氨基酸、大肠杆菌的核糖体。2实验思路及方法S 是蛋白质特有元素，P 是 DNA 特有元素，用放射性同位素 32P 和 35S 分别标记 DNA 和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。3侵染特点及过程(1)进入细菌体内的是噬菌体的 DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。(2)噬菌体侵染细菌要经过吸附注入核酸合成子代 DNA组装子代噬菌体释放子代噬菌体4实验过程(1)标记噬菌体(2)侵染细菌6(3)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 DNA，即 DNA 是遗传物质。5实验误差分析(1)用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：保温时间过短
10、，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(2)用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。6噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌的体外转化实验的比较71在证明 DNA 是遗传物质的 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，正确的技术手段是( )A用化学方法把 DNA 和蛋白质分开B用 32P 和 35S 分别标记 T2噬菌体和大肠杆菌C用 32P 和 35S 同时标记
11、 T2噬菌体D用标记过的大肠杆菌去培养 T2噬菌体【解析】 分别用 32P 和 35S 培养大肠杆菌，再用正常的噬菌体去侵染被标记的大肠杆菌，最后用分别标记的噬菌体再侵染正常大肠杆菌，观察是噬菌体的 DNA 还是蛋白质注入细菌细胞内后能产生子代噬菌体。【答案】 D2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(T 2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用 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、细菌的叙述正确的是( )【导学号：73730046】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
12、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噬菌体的遗传不遵循基因分离规律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离规律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【解析】 题图所示锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明 DNA 是遗传物质，还应设计一组用 35 S 标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离规律；若本组实验 B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间过长，细菌裂解导致的。【答案】 B烟 草 花 叶 病 毒 感 染 烟 草 的 实 验1RNA 是
13、遗传物质的证据8(1)烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和 RNA，无 DNA。(2)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，不是蛋白质。2DNA 是主要的遗传物质绝大多数生物的遗传物质是 DNA，少数生物的遗传物质是 RNA。合作探讨探讨 1：烟草花叶病毒合成蛋白质的场所是什么？其进行 RNA 和蛋白质合成的原料由谁提供？提示：烟草细胞的核糖体。由烟草细胞为之提供合成核酸和蛋白质的原料。探讨 2：所有生物的遗传物质都是 DNA，对吗？为什么？提示：不对。细胞生物的遗传物质是 DNA，大多数病毒的遗传物质是 DNA，少数病毒的遗传物质是 RNA。思维升华1烟草花叶病毒重建实验(1)过程：(2)构建
14、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。(3)结论：只有 RNA 而没有 DNA 的病毒中，RNA 是遗传物质。2根据烟草花叶病毒感染烟草的实验，获得实验结论93.生物遗传物质的判断方法(1)方法：细胞内既有 DNA，又有 RNA，只有 DNA 是遗传物质，分布在细胞核和细胞质中。病毒只能含有一种核酸，DNA 或 RNA。大多数病毒含 DNA。一切生物的遗传物质是核酸(DNA 或 RNA)。(2)不同生物的遗传物质如下表：实例噬菌体(DNA)或烟草花叶病毒(RNA)乳酸菌、蓝藻 酵母菌、玉米、小麦、人1烟草花叶病毒(TMV
15、)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( )10Aa 过程表示用 TMV 的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明 TMV 的蛋白质外壳没有侵染作用Bb 过程表示用 HRV 的 RNA 单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用Cc、d 过程表示用 TMV 的外壳和 HRV 的 RNA 合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒D该实验证明只有车前草病毒的 RNA 是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的 RNA不是遗传物质【解析】 a 过程中烟叶没有出现病斑，表示 TMV 的蛋白质外壳没有侵
16、染作用；b 过程中烟叶出现病斑，表示 HRV 的 RNA 有侵染作用；c、d 过程表示用 TMV 的外壳和 HRV 的 RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，并能从中分离出 HRV 病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用；该实验证明只有 HRV 的 RNA 是遗传物质，不能证明 TMV 的 RNA 不是遗传物质。【答案】 D2下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( )A肺炎双球菌的遗传物质主要是 DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT 2噬菌体的遗传物质含有硫元素D烟草花叶病毒的遗传物质水解产生 4 种脱氧核苷酸【解析】 A 项中肺炎双球菌的遗传物质是 DNA；B 项中酵母菌为真核生物，其遗传物质 DNA 主要分布在染色体上，细胞质中也有；C 项中 T2噬菌体的遗传物质是 DNA，不含 S元素；D 项中烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，水解后产生 4 种核糖核苷酸。【答案】 B
