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1、第第3章章 基因的本質基因的本質第第3章章 基因的本質基因的本質 第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質回歸教材夯實雙基回歸教材夯實雙基一、一、DNA是遺傳物質是遺傳物質(絕大多數(shù)生物絕大多數(shù)生物)1對遺傳物質的早期推測對遺傳物質的早期推測(1)20世紀世紀20年代：大多數(shù)科學家認年代：大多數(shù)科學家認為為_是生物體的遺傳物質。是生物體的遺傳物質。蛋白質蛋白質(2)20世紀世紀30年代：人們認識到年代：人們認識到DNA是由許多是由許多_聚合而成的聚合而成的生物大分子，但對生物大分子，但對DNA結構了解不結構了解不清晰，清晰，_是遺傳物質的觀點仍是遺傳物質的觀點仍占主導地位。占主導地位。2實驗證據實驗證據(
2、1)肺炎雙球菌的轉化實驗肺炎雙球菌的轉化實驗格里菲思轉化實驗格里菲思轉化實驗(體內轉化體內轉化)脫氧核苷酸脫氧核苷酸蛋白質蛋白質a原理：原理：S型細菌可使小鼠患敗血型細菌可使小鼠患敗血癥死亡。癥死亡。b過程過程c推測：加熱殺死的推測：加熱殺死的S型細菌中含有型細菌中含有某種促成這一轉化的活性物質某種促成這一轉化的活性物質_。艾弗里轉化實驗艾弗里轉化實驗(體外轉化體外轉化)a原理：對原理：對S型細菌的成分提取、型細菌的成分提取、分離、鑒定，并與分離、鑒定，并與_混合培養(yǎng)混合培養(yǎng)，以觀察各成分的作用。，以觀察各成分的作用?！稗D化因子轉化因子”R型活菌型活菌b過程：過程： c結論：結論：_才是使才是
3、使R型細菌產型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。生穩(wěn)定遺傳變化的物質。DNA(2)噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗原理：原理：T2噬菌體以自己的噬菌體以自己的_為為模板，利用模板，利用_內的物質合成內的物質合成自身組成物質而實現(xiàn)增殖。自身組成物質而實現(xiàn)增殖。方法：放射性同位素示蹤法，用方法：放射性同位素示蹤法，用_標記一部分噬菌體的蛋白質，用標記一部分噬菌體的蛋白質，用_標記另一部分噬菌體的標記另一部分噬菌體的DNA。DNA宿主細胞宿主細胞35S32P結論：在噬菌體中，親代與子代之結論：在噬菌體中，親代與子代之間具有連續(xù)性的物質是間具有連續(xù)性的物質是_而不是而不是蛋白質，即蛋白質，即DNA是
4、遺傳物質，蛋白是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。質不是遺傳物質。(3)實驗思路：將實驗思路：將DNA和蛋白質等分和蛋白質等分開，直接地、單獨地去觀察開，直接地、單獨地去觀察DNA和和蛋白質等的作用。蛋白質等的作用。DNA思考感悟思考感悟噬菌體侵染細菌的實驗中噬菌體侵染細菌的實驗中32P和和35S分分別存在什么部位？別存在什么部位？【提示提示】噬菌體侵染細菌實驗中噬菌體侵染細菌實驗中32P和和35S的存在部位：的存在部位：二、二、RNA是遺傳物質的證據是遺傳物質的證據1實驗實驗2結論：煙草花葉病毒中結論：煙草花葉病毒中_是遺是遺傳物質。傳物質。RNA三、三、DNA是主要的遺傳物質是主要的遺傳物質
5、因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是_，所以說，所以說，DNA是主要的遺是主要的遺傳物質。傳物質。DNA考點一肺炎雙球菌的轉化實驗考點一肺炎雙球菌的轉化實驗高頻考點深度剖析高頻考點深度剖析體內轉化實驗體內轉化實驗體外轉化實驗體外轉化實驗實驗者實驗者格里菲思格里菲思艾弗里及同事艾弗里及同事培養(yǎng)細培養(yǎng)細菌菌小鼠小鼠(體內體內)培養(yǎng)基培養(yǎng)基(體外體外)實驗結實驗結果果加熱后殺死的加熱后殺死的S型細菌能使型細菌能使R型型細菌細菌S型細菌型細菌S型細菌的型細菌的DNA使使R型細型細菌菌S型細菌型細菌體內轉化實驗體內轉化實驗體外轉化實驗體外轉化實驗實驗實驗結論結論S型細菌體內有型細菌體
6、內有“轉化因子轉化因子”S型細菌的型細菌的DNA是遺傳物質是遺傳物質聯(lián)系聯(lián)系(1)所用材料相同，都是肺炎雙球所用材料相同，都是肺炎雙球菌菌(R型和型和S型型)(2)體內轉化實驗是基礎，僅說明體內轉化實驗是基礎，僅說明S型細菌體內有型細菌體內有“轉化因子轉化因子”，體外轉化實驗進一步證明體外轉化實驗進一步證明“轉化轉化因子因子”是是DNA(3)兩個轉化實驗都遵循對照原則兩個轉化實驗都遵循對照原則易誤警示易誤警示轉化作用的實質是外源轉化作用的實質是外源DNA與受體與受體DNA之間發(fā)生了基因重組，使受體之間發(fā)生了基因重組，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，并非發(fā)細胞獲得了新的遺傳信息，并非發(fā)生了基因突變
7、。生了基因突變。D注射注射S型菌及熱處理的型菌及熱處理的R型菌后，小型菌后，小鼠死亡，從小鼠體內能分離出活的鼠死亡，從小鼠體內能分離出活的S型型菌菌解析：選解析：選C。注射。注射R型菌及熱處理的型菌及熱處理的S型型菌后，小鼠死亡，從小鼠體內分離出的菌后，小鼠死亡，從小鼠體內分離出的細菌既有活的細菌既有活的S型菌也有活的型菌也有活的R型菌。型菌?？键c二考點二噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗實驗材料實驗材料T2噬菌體、大腸桿菌噬菌體、大腸桿菌過程與結過程與結果果(1)標記細菌標記細菌細菌含細菌含35S的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基含含35S的細菌的細菌細菌含細菌含32P的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基含含32P的細菌的細菌
8、(2)標記噬菌體標記噬菌體噬菌體含噬菌體含35S的細菌的細菌含含35S的噬菌體的噬菌體噬菌體含噬菌體含32P的細菌的細菌含含32P的噬菌體的噬菌體(3)噬菌體侵染細菌噬菌體侵染細菌含含35S的噬菌體細菌的噬菌體細菌上清液放射性高，上清液放射性高，沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低含含32P的噬菌體細菌的噬菌體細菌上清液放射性低，上清液放射性低，沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高實驗實驗材料材料T2噬菌體、大腸桿菌噬菌體、大腸桿菌實驗實驗分析分析過程過程(3)表明，噬菌體的蛋白質表明，噬菌體的蛋白質外殼并未進入細菌內部，噬菌外殼并未進入細菌內部，噬菌體的體的DNA進入了細菌內部進入了細菌內部實驗實驗
9、結論結論DNA是遺傳物質是遺傳物質即時應用即時應用2(2012湛江二中高三月考湛江二中高三月考)下面是噬下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗步驟示意菌體侵染細菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗有關敘述正確的是圖，對此實驗有關敘述正確的是()A本實驗所使用的被標記的噬菌體是接本實驗所使用的被標記的噬菌體是接種在含有種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的的培養(yǎng)基中獲得的B本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結構組成只有蛋白質和之一是其結構組成只有蛋白質和DNAC實驗中采用攪拌和離心等手段是為了實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把把DNA和蛋白質分開再分別檢測其放射性和蛋白
10、質分開再分別檢測其放射性D在新形成的噬菌體中沒有檢測到在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S說說明噬菌體的遺傳物質是明噬菌體的遺傳物質是DNA而不是蛋白質而不是蛋白質解析：選解析：選B。噬菌體是病毒，是營活細。噬菌體是病毒，是營活細胞寄生生活的生物，不能直接在培養(yǎng)基胞寄生生活的生物，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)。該實驗攪拌是為了使細菌外吸上培養(yǎng)。該實驗攪拌是為了使細菌外吸附著的噬菌體外殼與細菌分離；離心是附著的噬菌體外殼與細菌分離；離心是一種分離混合物的方法，在該實驗中，一種分離混合物的方法，在該實驗中，被感染的細菌被感染的細菌(含有子代噬菌體的細菌含有子代噬菌體的細菌)在下層的沉淀物中，噬菌體顆粒的質
11、在下層的沉淀物中，噬菌體顆粒的質量較小，在上層的上清液中。圖中實量較小，在上層的上清液中。圖中實驗只能說明蛋白質不是遺傳物質，而驗只能說明蛋白質不是遺傳物質，而不能說明不能說明DNA是遺傳物質。是遺傳物質。實驗探究專項突破實驗探究專項突破驗證性實驗結論的確定驗證性實驗結論的確定1概述概述驗證性實驗是驗證研究對象的已知屬驗證性實驗是驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關系。此性、特征以及與其他因素的關系。此類題目的實驗目的一般很明確，在試類題目的實驗目的一般很明確，在試題中一般描述為題中一般描述為“驗證驗證”“”“證明證明”。2方法分析方法分析(1)驗證性實驗的結論是唯一的，無驗證性實驗
12、的結論是唯一的，無需討論。在實驗目的明確的前提下，需討論。在實驗目的明確的前提下，實驗結論就是對實驗目的肯定。實驗結論就是對實驗目的肯定。(2)如果實驗目的沒有明確提出，則如果實驗目的沒有明確提出，則應分析實驗變量。在平衡無關變量應分析實驗變量。在平衡無關變量的前提下，自變量是引起因變量不的前提下，自變量是引起因變量不同的唯一原因。因變量是由自變量同的唯一原因。因變量是由自變量的變化而產生的現(xiàn)象。因此，找出的變化而產生的現(xiàn)象。因此，找出自變量和因變量之間的關系，就是自變量和因變量之間的關系，就是該實驗的結論。該實驗的結論。 實戰(zhàn)演練(專項提能，小試牛刀) 一科研小組對某病毒遺傳物質進行了如下實
13、驗： 實驗原理：略 實驗目的：探究某病毒的遺傳物質是DNA還是RNA。 材料用具：顯微注射器，某病毒的核酸提取物、活雞胚、DNA酶、RNA酶。實驗步驟：實驗步驟：第一步：取等量活雞胚兩組，用顯微第一步：取等量活雞胚兩組，用顯微注射技術分別向兩組活雞胚中注射有注射技術分別向兩組活雞胚中注射有關物質。關物質。第二步：在適宜條件下培養(yǎng)。第二步：在適宜條件下培養(yǎng)。第三步：分別從培養(yǎng)后的活雞胚中抽第三步：分別從培養(yǎng)后的活雞胚中抽取樣品，檢測是否產生該種病毒。取樣品，檢測是否產生該種病毒。請將與實驗相關的內容填入下表。請將與實驗相關的內容填入下表。注射注射的物的物質質實驗現(xiàn)象預測實驗現(xiàn)象預測(有無該病毒產
14、有無該病毒產生生)相關判斷相關判斷(該病該病毒的遺傳物質毒的遺傳物質)第第一一組組如果如果_,如如果果_,則則_是遺傳是遺傳物質則物質則_是是遺傳物質遺傳物質第第二二組組如果如果_,如如果果_,則則_是遺傳是遺傳物質則物質則_是是遺傳物質遺傳物質解析：本實驗的自變量是核酸的種解析：本實驗的自變量是核酸的種類類(通過通過DNA酶和酶和RNA酶來操縱酶來操縱)，因變量是病毒的產生情況。當加入因變量是病毒的產生情況。當加入DNA酶時核酸提取物若為酶時核酸提取物若為DNA將將被水解，若核酸是被水解，若核酸是RNA，則不被，則不被水解，反之亦然。水解，反之亦然。答案：答案：注射的注射的物質物質實驗現(xiàn)象預
15、實驗現(xiàn)象預測測(有無該有無該病毒產生病毒產生)相關判斷相關判斷(該病毒該病毒的遺傳物質的遺傳物質)第第一一組組核酸提核酸提取物取物DNA酶酶如如果果 有有 ,如果如果 無無 ,則則 RNA 是是遺傳遺傳物質物質則則 DNA 是是遺傳物質遺傳物質第第二二組組核酸提核酸提取物取物RNA酶酶如如果果 有有 ,如果如果 無無 ,則則 DNA 是是遺遺傳傳物物質質則則 RNA 是是遺傳物質遺傳物質命題視角把脈高考命題視角把脈高考 緊扣教材重點緊扣教材重點肺炎雙球菌的轉化實驗肺炎雙球菌的轉化實驗(1)加熱殺死的加熱殺死的S型細菌，其蛋白質變型細菌，其蛋白質變性失活，但性失活，但DNA在加熱過程中，雙在加熱
16、過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打斷螺旋解開，氫鍵被打斷,但緩慢冷卻但緩慢冷卻時時,其結構可恢復。其結構可恢復。(2)轉化的實質是轉化的實質是S型細菌的型細菌的DNA片片段整合到了段整合到了R型細菌的型細菌的DNA中，即中，即實現(xiàn)了基因重組。實現(xiàn)了基因重組。(3)轉化后形成的轉化后形成的S型細菌可以遺傳型細菌可以遺傳下去，說明下去，說明S型細菌的型細菌的DNA是遺傳是遺傳物質。物質。 1944年，美國科學家艾弗里和年，美國科學家艾弗里和他的同事，從他的同事，從S型活細菌中提取了型活細菌中提取了DNA、蛋白質和多糖等物質，然后分別加入、蛋白質和多糖等物質，然后分別加入培養(yǎng)培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中。結果發(fā)
17、現(xiàn)只型細菌的培養(yǎng)基中。結果發(fā)現(xiàn)只有加入有加入DNA的培養(yǎng)中，的培養(yǎng)中，R型細菌轉化成型細菌轉化成了了S型細菌，而加入蛋白質和多糖的培型細菌，而加入蛋白質和多糖的培養(yǎng)基中，養(yǎng)基中，R型細菌不能發(fā)生這種變化。型細菌不能發(fā)生這種變化。這一現(xiàn)象說明了這一現(xiàn)象說明了() S型細菌的性狀是由型細菌的性狀是由DNA決定的決定的在轉化過程中，在轉化過程中，S型細菌的型細菌的DNA可可能進入到能進入到R型細菌細胞中型細菌細胞中DNA是遺傳物質是遺傳物質S型細菌的型細菌的DNA是遺傳物質，是遺傳物質，R型型細菌的細菌的DNA不是遺傳物質不是遺傳物質蛋白質和多糖不是遺傳物質蛋白質和多糖不是遺傳物質蛋白質和多糖在該轉
18、化實驗中，蛋白質和多糖在該轉化實驗中，起對照作用起對照作用ABC D【解析解析】題干描述了艾弗里實驗過題干描述了艾弗里實驗過程，這一實驗通過對照證明程，這一實驗通過對照證明S型細菌型細菌的的DNA是遺傳物質，控制其性狀，是遺傳物質，控制其性狀，而蛋白質和多糖等不是而蛋白質和多糖等不是S型細菌的遺型細菌的遺傳物質，但其起到對照作用，本實驗傳物質，但其起到對照作用，本實驗并未證明并未證明R型細菌的遺傳物質是什么型細菌的遺傳物質是什么?！敬鸢复鸢浮緾 變式訓練肺炎雙球菌轉化實驗證明了() A基因位于染色體上 B染色體是遺傳物質的主要載體 CDNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質 D在不含DNA的生物體
19、內，RNA就是該生物的遺傳物質解析：選解析：選C。肺炎雙球菌轉化實驗中，。肺炎雙球菌轉化實驗中，格里菲思實驗的結論是已經被加熱殺格里菲思實驗的結論是已經被加熱殺死的死的S型細菌中，必然含有某種促成這型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性物質一轉化的活性物質(轉化因子轉化因子)。艾弗里。艾弗里進一步證明進一步證明DNA是遺傳物質。是遺傳物質。噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體親子代個體與細菌之間的同位噬菌體親子代個體與細菌之間的同位素標記關系素標記關系洞悉高考熱點洞悉高考熱點DNA蛋白質蛋白質DNA和蛋白質和蛋白質噬菌體噬菌體32P35S14C、3H、18O、15N細菌細菌31P3
20、2S12C、1H、16O、14N子代噬子代噬菌體菌體32P、31P32SC、H、O、N兩種兩種都有都有 (2011高考江蘇卷高考江蘇卷)關于關于“噬噬菌體侵染細菌的實驗菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的敘述，正確的是的是()A分別用含有放射性同位素分別用含有放射性同位素35S和放和放射性同位素射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B分別用分別用35S和和32P標記的噬菌體侵染標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng)保溫培養(yǎng)例例2C用用35S標記噬菌體的侵染實驗中，標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不沉淀物存在少量
21、放射性可能是攪拌不充分所致充分所致D32P、35S標記的噬菌體侵染實驗標記的噬菌體侵染實驗分別說明分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質不是遺傳物質【解析解析】首先，病毒的培養(yǎng)需要活首先，病毒的培養(yǎng)需要活的細胞組織，如雞胚細胞等，用一般的細胞組織，如雞胚細胞等，用一般培養(yǎng)基不能培養(yǎng)噬菌體或者病毒；該培養(yǎng)基不能培養(yǎng)噬菌體或者病毒；該實驗在標記噬菌體侵染后，一定時間實驗在標記噬菌體侵染后，一定時間后就要攪拌分離離心，不能長時間培后就要攪拌分離離心，不能長時間培養(yǎng)，避免子代噬菌體產生后從細菌中養(yǎng)，避免子代噬菌體產生后從細菌中釋放出來，影響實驗結果；標記釋放出來，影響實驗結果；
22、標記35S的噬菌體侵染后，如果攪拌不充分，的噬菌體侵染后，如果攪拌不充分，很有可能有少量的仍然吸附在細菌表很有可能有少量的仍然吸附在細菌表面，影響實驗結果；該實驗證明了面，影響實驗結果；該實驗證明了DNA是遺傳物質，而沒有證明蛋白是遺傳物質，而沒有證明蛋白質不是遺傳物質。質不是遺傳物質?！敬鸢复鸢浮緾對生物的遺傳物質易于混淆對生物的遺傳物質易于混淆突破易錯疑點突破易錯疑點生物類型生物類型核酸種類核酸種類 遺傳物質遺傳物質實例實例細胞細胞生物生物真核生物真核生物DNA和和RNADNA玉米、小玉米、小麥、人麥、人原核生物原核生物乳酸菌、乳酸菌、藍藻藍藻病毒病毒DNA病毒病毒DNADNA噬菌體噬菌體
23、RNA病毒病毒RNARNA煙草花葉煙草花葉病毒病毒正是由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質正是由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質是是DNA，故有，故有“DNA是主要的遺傳是主要的遺傳物質物質”之說。之說。自我挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn)(2012廣州高三第一次廣州高三第一次調研調研)以下與遺傳物質相關的敘述，以下與遺傳物質相關的敘述，正確的是正確的是()A豌豆的遺傳物質是豌豆的遺傳物質是DNA和和RNAB甲流病毒的遺傳物質含有甲流病毒的遺傳物質含有S元素元素CT2噬菌體內，堿基噬菌體內，堿基A、C、G參與參與組成的核苷酸有組成的核苷酸有6種種D可利用同位素示蹤法證明可利用同位素示蹤法證明DNA以以半保留的方式復制半保留的方式復制【解析解析】有細胞的生物遺傳物質一定有細胞的生物遺傳物質一定是是DNA，只有某些病毒遺傳物質是，只有某些病毒遺傳物質是RNA。豌豆作為高等植物遺傳物質一定是。豌豆作為高等植物遺傳物質一定是DNA,S只存在于病毒的蛋白質中只存在于病毒的蛋白質中,而蛋而蛋白質不作為甲流病毒的遺傳物質白質不作為甲流病毒的遺傳物質,T2噬菌噬菌體內只有體內只有DNA，所以堿基，所以堿基A、C、G參參與組成的核苷酸有與組成的核苷酸有3種。種。【答案答案】D
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