遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

1、第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第一節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)1總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程。2掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)論。(重難點(diǎn))3掌握噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論。(重難點(diǎn))肺 炎 雙 球 菌 的 轉(zhuǎn) 化 實(shí) 驗(yàn)1遺傳物質(zhì)在染色體上(1)薩頓對(duì)蝗蟲精子發(fā)生的研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：a染色體是各具獨(dú)特形態(tài)的實(shí)體。b體細(xì)胞中染色體成對(duì)存在，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。c在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，配對(duì)的兩條染色體相互分開(kāi)，獨(dú)立進(jìn)入配子。d非同源染色體進(jìn)入配子時(shí)自由組合。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：在減數(shù)分裂時(shí)，染色體的行為與遺傳因子的行為具有完全平行的現(xiàn)象。提出假設(shè)：遺傳因子位于染色體上。(2)摩爾根通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，得出特定的基因位

2、于特定染色體的特定位置上的結(jié)論，因此，染色體就是遺傳物質(zhì)的載體。2肺炎雙球菌的特點(diǎn) 種類項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落表面光滑表面粗糙菌體毒性有毒性無(wú)毒性3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思的實(shí)驗(yàn)(1)原理：S型細(xì)菌可使小鼠患敗血癥死亡。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種物質(zhì)使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。4體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里的實(shí)驗(yàn)(1)設(shè)計(jì)思路：將提純的S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)分別加入到R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，單獨(dú)觀察它們各自的功能。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即DNA是具有轉(zhuǎn)化作用的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。合

3、作探討探討1：是否所有生物的遺傳物質(zhì)都以染色體作為載體？真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都在染色體上嗎？提示：不是。原核生物及病毒無(wú)染色體，其遺傳物質(zhì)不以染色體作載體，真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并非都在染色體上，如線粒體、葉綠體中也有遺傳物質(zhì)DNA。探討2：根據(jù)格里菲思的實(shí)驗(yàn)，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的“遺傳物質(zhì)”可能是什么？為此艾弗里設(shè)計(jì)了怎樣的實(shí)驗(yàn)？提示：可能是DNA或蛋白質(zhì)。將分離提純的DNA、蛋白質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，單獨(dú)觀察它們各自的效應(yīng)。探討3：艾弗里實(shí)驗(yàn)中設(shè)置加DNA水解酶這組實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？提示：艾弗里?shí)驗(yàn)中設(shè)置DNADNA酶這一組實(shí)驗(yàn)的目的：對(duì)照說(shuō)明只加DNA組的結(jié)論，說(shuō)明DNA的水解產(chǎn)物不能

4、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。思維升華1肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的相互對(duì)照相互對(duì)照時(shí)每組均既是實(shí)驗(yàn)組又是對(duì)照組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結(jié)論必須由幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出。2體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者格里菲思艾弗里等培養(yǎng)細(xì)菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)實(shí)驗(yàn)原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照S型細(xì)菌各成分作用的相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌S型細(xì)菌實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素(1)在加熱殺死的S型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，但不要認(rèn)為DNA

5、也變性失活，DNA在加熱過(guò)程中，雙螺旋解開(kāi)，氫鍵被打開(kāi)，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。(2)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中并不是所有的R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而是只有少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。原因是轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。1某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：S型細(xì)菌的DNADNA酶加入R型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌的DNADNA酶加入S型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型細(xì)菌的DNA注射入小鼠S型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型細(xì)菌的DNA注射入小鼠以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是()A存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、

6、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，可將S型細(xì)菌的DNA水解，使之完全失去活性，再加入R型細(xì)菌，不會(huì)轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，故小鼠存活；雖加入了DNA酶，但還加入了S型細(xì)菌，故小鼠死亡；由于高溫使R型細(xì)菌死亡，加入S型細(xì)菌的DNA后，不會(huì)有S型細(xì)菌出現(xiàn)，故小鼠能存活；中的S型細(xì)菌在高溫下被殺死，加入R型細(xì)菌的DNA，小鼠不死亡。【答案】D2格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730045】DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類不是遺傳物質(zhì)DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異A BC D【解析】格里菲思和艾弗里

7、實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)。【答案】A噬 菌 體 侵 染 細(xì) 菌 實(shí) 驗(yàn)1噬菌體組成2同位素標(biāo)記3實(shí)驗(yàn)過(guò)程4實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。合作探討探討1：能否使用14C和18O標(biāo)記噬菌體？為什么？提示：不能，因?yàn)槭删w的DNA和蛋白質(zhì)中都含有C和O元素。探討2：請(qǐng)分別寫出噬菌體外殼及其核酸的組成單位的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并注明32P、35S的標(biāo)記的部位。提示：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中32P和35S的存在部位，如下圖所示。探討3：能否分別用含放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)噬菌體？為什么？提示：不能。因?yàn)椴《緹o(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的獨(dú)立生活的

8、酶系統(tǒng)，專營(yíng)活細(xì)胞內(nèi)寄生生活。普通培養(yǎng)基缺少細(xì)胞類生物，病毒無(wú)法生存。思維升華1噬菌體的增殖(1)模板：噬菌體DNA。(2)合成DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。(3)合成蛋白質(zhì)的原料及場(chǎng)所：大腸桿菌的氨基酸、大腸桿菌的核糖體。2實(shí)驗(yàn)思路及方法S是蛋白質(zhì)特有元素，P是DNA特有元素，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨(dú)去觀察它們的作用。3侵染特點(diǎn)及過(guò)程(1)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)留在外面不起作用。(2)噬菌體侵染細(xì)菌要經(jīng)過(guò)吸附注入核酸合成子代DNA組裝子代噬菌體釋放子代噬菌體4實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)標(biāo)記噬菌體(2)侵染細(xì)菌(3)結(jié)論：在噬菌體中，

9、保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即DNA是遺傳物質(zhì)。5實(shí)驗(yàn)誤差分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因：保溫時(shí)間過(guò)短，有一部分噬菌體還沒(méi)有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液中出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體仍吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。6噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)與肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較1在證明DNA是遺傳物質(zhì)的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，正確的技術(shù)

10、手段是()A用化學(xué)方法把DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)B用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體和大腸桿菌C用32P和35S同時(shí)標(biāo)記T2噬菌體D用標(biāo)記過(guò)的大腸桿菌去培養(yǎng)T2噬菌體【解析】分別用32P和35S培養(yǎng)大腸桿菌，再用正常的噬菌體去侵染被標(biāo)記的大腸桿菌，最后用分別標(biāo)記的噬菌體再侵染正常大腸桿菌，觀察是噬菌體的DNA還是蛋白質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后能產(chǎn)生子代噬菌體。【答案】D2為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：7

11、3730046】A圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分中要加入32P標(biāo)記的無(wú)機(jī)鹽B若要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模€要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組相互對(duì)照，都是實(shí)驗(yàn)組C噬菌體的遺傳不遵循基因分離規(guī)律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離規(guī)律D若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)【解析】題圖所示錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)無(wú)放射性標(biāo)記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應(yīng)設(shè)計(jì)一組用35 S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組相互對(duì)照，都是實(shí)驗(yàn)組；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離規(guī)律；若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，細(xì)菌裂解導(dǎo)致的。【答案】B煙 草 花

12、 葉 病 毒 感 染 煙 草 的 實(shí) 驗(yàn)1RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和RNA，無(wú)DNA。(2)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不是蛋白質(zhì)。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA。合作探討探討1：煙草花葉病毒合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是什么？其進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)合成的原料由誰(shuí)提供？提示：煙草細(xì)胞的核糖體。由煙草細(xì)胞為之提供合成核酸和蛋白質(zhì)的原料。探討2：所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，對(duì)嗎？為什么？提示：不對(duì)。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。思維升華1煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)(

13、1)過(guò)程：(2)構(gòu)建的重組病毒，其遺傳性狀與提供RNA的病毒性狀完全一致，與提供蛋白質(zhì)的病毒性狀不同，說(shuō)明RNA是遺傳物質(zhì)。(3)結(jié)論：只有RNA而沒(méi)有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。2根據(jù)煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論3.生物遺傳物質(zhì)的判斷方法(1)方法：細(xì)胞內(nèi)既有DNA，又有RNA，只有DNA是遺傳物質(zhì)，分布在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。病毒只能含有一種核酸，DNA或RNA。大多數(shù)病毒含DNA。一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸(DNA或RNA)。(2)不同生物的遺傳物質(zhì)如下表：實(shí)例噬菌體(DNA)或煙草花葉病毒(RNA)乳酸菌、藍(lán)藻酵母菌、玉米、小麥、人1煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HR

14、V)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是()Aa過(guò)程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，結(jié)果說(shuō)明TMV的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有侵染作用Bb過(guò)程表示用HRV的RNA單獨(dú)接種煙葉，結(jié)果說(shuō)明其有侵染作用Cc、d過(guò)程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結(jié)果說(shuō)明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒D該實(shí)驗(yàn)證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)【解析】a過(guò)程中煙葉沒(méi)有出現(xiàn)病斑，表示TMV的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有侵染作用；b過(guò)程中煙葉出現(xiàn)病斑，表示HRV的RNA有侵染作用；c、d過(guò)程表示

15、用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉出現(xiàn)病斑，并能從中分離出HRV病毒，說(shuō)明該“雜種病毒”有侵染作用；該實(shí)驗(yàn)證明只有HRV的RNA是遺傳物質(zhì)，不能證明TMV的RNA不是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緿2下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAB酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸【解析】A項(xiàng)中肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA；B項(xiàng)中酵母菌為真核生物，其遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；C項(xiàng)中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；D項(xiàng)中煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RN

16、A，水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸?！敬鸢浮緽1在生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)是()孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)?zāi)柛墓夒s交實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)A B C D【解析】孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)揭示了基因分離規(guī)律；摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明了基因在X染色體上；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)及噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)；煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)證明了RNA是遺傳物質(zhì)。【答案】C2下面是模仿艾弗里的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有關(guān)敘述不正確的是()AR型細(xì)菌無(wú)莢膜，無(wú)毒性BR型細(xì)菌與S型細(xì)菌都有核糖體C添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別具有對(duì)照作用DDNA酶的

17、作用是催化DNA復(fù)制【解析】肺炎雙球菌為原核生物，有核糖體。R型細(xì)菌無(wú)莢膜，無(wú)毒性。添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別作為對(duì)照，說(shuō)明以上物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，只有DNA是遺傳物質(zhì)。DNA酶的作用是水解DNA。【答案】D3艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730047】A二者都應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)B二者的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，研究各自的效應(yīng)C艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對(duì)照，赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有對(duì)照D二者都誘發(fā)了DNA突變【解析】只有噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù)，A錯(cuò)誤；

18、兩實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，研究各自的效應(yīng)，B正確；赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)是相互對(duì)照，C錯(cuò)誤；兩實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有誘發(fā)DNA突變，D錯(cuò)誤。【答案】B4經(jīng)研究：人感染高致病性禽流感是由甲型流感病毒H5N1亞型引起，傳染源主要為感染H5N1病毒的禽類或H5N1病毒污染的環(huán)境。某研究小組為探究H5N1病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，做了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你完成相關(guān)內(nèi)容。(1)實(shí)驗(yàn)原理：_。(2)材料用具：H5N1病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：取健康且生長(zhǎng)狀況基本一致的小白鼠若干，隨機(jī)均分成四組，編號(hào)分別為A、B、C、D。按如表所示配制注射溶液，然后分別注射入小白鼠體內(nèi)。組別ABCD注射溶液_和_和_相同條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。(4)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：A、C組發(fā)病，B、D組未發(fā)病，說(shuō)明DNA是H5N1病毒的遺傳物質(zhì)；_，說(shuō)明_。(5)實(shí)驗(yàn)分