1、第六单元 遗传的分子基础,第六单元 遗传的分子基础,第16讲 核酸是遗传物质的证据,一、染色体是遗传物质的载体 从化学成分讲，染色体是由 _和蛋白质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。DNA和_都是染色体的主要成分。,DNA、RNA,组蛋白,二、DNA是遗传物质的直接证据 1噬菌体侵染细菌的实验 (1)设计思路：把DNA与蛋白质区分开，直接地、单独地去观察它们的作用。 (2)材料：大肠杆菌、T2噬菌体。,(3)原理：T2噬菌体侵染细菌后，在_遗传物质的作用下，利用 _的物质来合成自身的组成物质，从而进行大量增殖。 (4)方法：_示踪法。,DNA,大肠杆菌,放射性同位素,(5)过程 用放射性
2、同位素_和_分别标记不同噬菌体的蛋白质和DNA。 用标记的噬菌体分别侵染细菌。 在噬菌体大量增殖时，对标记物质进行检测。,35S,32P,35S,32P,DNA,思考感悟 1合成子代噬菌体所需的原料是什 么？所需的酶、能量、原料、场所是由谁提供的？ 【提示】 氨基酸和脱氧核苷酸。细菌。,2肺炎双球菌转化实验 (1)活体细菌转化实验 材料：S型细菌有荚膜，菌落光滑，有 毒；R型细菌无荚膜，菌落粗糙，无毒。 方法：分组、对照观察。 原理：S型菌可使小鼠患败血症死亡。,过程：,结论：加热杀死的S型菌中含有某种 _能使R型菌转化为S型菌。 (2)离体细菌转化实验 方法：分组、对照观察。 原理：从活的S
3、型菌中抽提DNA、蛋白质及多糖等物质，将其分别加入已培养了R型菌的培养基中，结果发现只有加入_时，R型菌才转化为S型菌。,转化因子,DNA,过程：,结论：_是使R型菌产生稳定遗传变化的物质即遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。而且DNA的纯度越高，转化效率就越高。,DNA,三、烟草花叶病毒的感染和重建实验,RNA,蛋白质,2烟草花叶病毒重建实验3结论 在RNA病毒中，_是遗传物质。,RNA,思考感悟 2.你还知道哪些病毒的遗传物质是RNA? 【提示】 HIV、脑炎病毒、SARS病毒、禽流感病毒。,1实验材料分析 (1)T2噬菌体营寄生生活，不能直接在培养基中培养。一般先用标记元素培养宿主细胞，再用
4、已标记的宿主细胞培养并标记T2噬菌体。,(2)P主要存在于DNA中，而S只存在于蛋白质中，所以用32P标记DNA，用35S标记蛋白质；因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能用放射性的14C、18O、3H、15N标记。,2实验过程及结果 第一步：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。 第二步：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。,第三步：噬菌体侵染细菌 含35S的噬菌体细菌混合培养； 含32P的噬菌体细菌混合培养。 第四步：放射性检测 35S标记的一组实验，放射性主要分布在悬
5、浮液中； 32P标记的一组实验，放射性主要分布在沉淀中。,3对结果的分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果是悬浮液中也有一定的放射性，而下层沉淀物中的放射性强度却比理论值略低。原因有二：,保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液 中。 从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。 二者均会使上层悬浮液中有一定放射性。,(2)用35S标记的噬菌体侵染细菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附
6、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。,4实验结论 (1)本实验能说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。 (2)间接证明的问题 DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；,DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢的过程和性状。但本实验不能证明“DNA是主要的遗传物质”。,易误警示 (1)32P、35S不能同时标记在同一噬菌体 上，应将二者分别标记，即实验分为两 组。 (2)噬菌体的DNA复制及蛋白质合成，只有模板是亲代噬菌体提供的，所需要的原料、酶、能量、场所等均由细菌提 供。,即时应用 1关于噬菌体侵染细菌的实验，下列
7、说法中正确的是( ) A该实验能说明DNA是遗传物质，而RNA不是 B噬菌体复制扩增时，利用细菌体内的核糖体合成外壳蛋白,C野生型的噬菌体在侵染细菌之前，需在血浆中添加含放射性标记的脱氧核苷酸进行培养 D用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测不到放射性,解析：选B。噬菌体是由DNA和蛋白质构成的，不含有RNA；病毒必须寄生在活的宿主细胞内才能进行正常的生理活动，在培养基中无法存活；用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测到放射性很低而不是没有。,2噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中不正确的是( ) A该实验证明DNA是遗传物质
8、，蛋白质不是遗传物质 B侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供,C为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质 D若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n1,解析：选A。噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质；噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白 质，证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，,
9、若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入到细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n1。,易误警示 (1)蛋白质变性而DNA保持活性的原因分析： 加热到一定程度，蛋白质分子的结构(空间结构)会被破坏，从而丧失生物活 性。实验证明，把DNA溶液加热到沸 点，可使其氢键断裂，双螺旋解体。但如将其缓慢冷却，分离的单链又可,部分得以重聚，恢复双螺旋结构。 DNA的热稳定性强，因此，在一定温度范围内，加热不会导致DNA变性。 (2)转化作用的实质是外源DNA与受体D
10、NA之间发生了基因重组，使受体细胞获得了新的遗传信息，并非发生了基因突变。,即时应用 3在埃弗里证明遗传物质是DNA的实验中，将从活的S型菌中提取的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DNA B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：选B。本实验中真正的实验组是从活的S型菌中提取的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，设置了对照实验，
11、以进一步证明实验结论。,4S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是( ) AS型菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达 BS型菌与R型菌致病性的差异是由于细胞分化的结果,C肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 D高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 解析：选A。本题以细菌转化实验为平台考查基因表达、蛋白质鉴定等多个知识点，难度中等。,记忆B细胞受相同抗原刺激可增殖分化，即发生了基因选择性表达，A正确；S型菌与R型菌致病性差异的根本原因是由于遗传物质不同，进而表现出的性状不同，B 错；肺炎双球菌属于原核生物
12、，自身具有蛋白质装配机器核糖体，在人体细胞 内，利用人体细胞中的氨基酸作为原料合成其自身蛋白质，C错；,双缩脲试剂与蛋白质发生紫色颜色反应的原理是双缩脲试剂能和蛋白质中肽键发生反应，而高温处理只是破坏了蛋白质的空间结构，未破坏肽键，所以变性的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色颜色反应，D错。,探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质 1基本设计思路：设法将RNA(或DNA)与蛋白质分开，单独直接地观察各自的作用。 2基本设计原则：对照原则。,阅读以下材料，回答有关问题。 2011年12月1日新闻报道，美国首发了新变异猪流感病毒，已有3人感染，该病毒对一般流感药物有抗药性。 某学校生物兴趣小组的同学通
13、过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：新变异猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。,下面是兴趣小组为探究新变异猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。 (1)实验目的：_。 (2)材料用具：显微注射器，新变异猪流感病毒的核酸提取液，胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。,(3)实验步骤： 第一步：把新变异猪流感病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三组，_； 第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三 组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中；,第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，
14、然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有新变异猪流感病毒产生。 (4)请预测结果及结论： _。 _。,若A、B、C三组均出现新变异猪流感病毒，则新变异猪流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。 【解析】 新变异猪流感病毒是RNA病毒还是DNA病毒并不确定，要探究其遗传物质是RNA还是DNA，需用DNA酶、RNA酶分别处理，另外要注意设计对照组，,对该病毒的核酸提取液不作处理，而后分别观察猪胚胎干细胞中是否有新变异猪流感病毒。在预测结果、得出结论时，应注意二者的对应性。 【答案】 (1)探究新变异猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA (3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA
15、水解酶处理A、B两组核酸提,取液，C组不做处理(C组DNA水解酶、RNA水解酶都添加不正确) (4)若A、C两组出现新变异猪流感病 毒，B组没有出现，则新变异猪流感病毒的遗传物质是RNA 若B、C两组出现新变异猪流感病毒，A组没有出现，则新变异猪流感病毒的遗传物质是DNA,对肺炎双球菌转化的机理不明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( )
16、,A存活、存活、存活、存活 B存活、死亡、死亡、存活、 C死亡、死亡、存活、存活 D存活、死亡、存活、存活 【常见错误】 错选A或B项。,【错因分析】 错选的原因具体分析如 下：,【正确解答】 D,对生物的遗传物质分辨不清下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是( ) ADNA是绝大多数生物的遗传物质 B有的生物种类的遗传物质是RNA C在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质,D核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 【解析】 生物的遗传物质是核酸，有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，没有细胞结构的病毒只含有DNA或RNA一种核 酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。,总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。 【答案】 C,纠错笔记 (1)遗传物质的主要载体 事实：绝大多数DNA存在于染色体 上，少数存在于细胞质中的叶绿体、线粒体中。 结论：DNA的主要载体是染色体。,(2)主要的遗传物质 事实结论：绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,
