一輪復習 人教版必修2 第3章 第1節(jié)-DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)確定的過程共有三個經(jīng)典的實驗：1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗①格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗②艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗2、赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌試驗3、煙草花葉病毒侵染煙草的實驗肺炎雙球菌一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗（一）格里菲思的實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化1.實驗材料：小鼠、兩種肺炎雙球菌多糖類莢膜無多糖類的莢膜、菌落表面粗糙、無毒有多糖類的莢膜、菌落表面光滑、有毒，可致死、可使人患肺炎或使小鼠患敗血癥R型細菌S型細菌不死亡死亡不死亡死亡S型活細菌一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗（一）格里菲思的實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化分離

。1、寫出下列實驗現(xiàn)象第一組：R型活細菌小鼠

。第二組：S型活細菌小鼠

。第三組：加熱殺死的S型細菌小鼠

。第四組：R型活細菌+加熱殺死的S型細菌小鼠

；注射注射注射注射R型細菌無毒性，S型細菌有毒性加熱殺死的S型細菌無毒性轉(zhuǎn)化為有毒的S型活細菌遺傳加熱殺死的S型細菌中有“轉(zhuǎn)化因子”2、實驗現(xiàn)象分析(1)第一組和第二組對照，說明_______________________________________________。(2)第一組、第二組和第三組對照，說明_______________________________________________。(3)四組實驗對照，說明無毒性的R型活細菌在與加熱殺死的S型細菌混合后，________________________，并且這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以______的。3、實驗結(jié)論：________________________________________。（一）格里菲思的實驗——體內(nèi)轉(zhuǎn)化（二）艾弗里實驗——體外轉(zhuǎn)化1、實驗過程設計思路：設法把S型細菌的各種物質(zhì)（主要是DNA與蛋白質(zhì)）分離，研究各自的效應。S型細菌的DNADNADNA遺傳物質(zhì)2、實驗現(xiàn)象分析(1)只有加入_____________________，R型細菌才能轉(zhuǎn)化為S型細菌。(2)S型細菌的DNA加入______酶后不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。3、實驗結(jié)論：S型細菌的_______是“轉(zhuǎn)化因子”，即DNA是___________。（二）艾弗里實驗——體外轉(zhuǎn)化1．體內(nèi)轉(zhuǎn)化與體外轉(zhuǎn)化比較（三）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗相關(guān)問題分析（三）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗相關(guān)問題分析1、加熱殺死的S型細菌中DNA仍有活性(DNA的熱穩(wěn)定性高)：

加熱殺死的S型細菌，其蛋白質(zhì)變性失活，但DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復。2、部分R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的實質(zhì)：S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現(xiàn)了基因重組。例1：利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關(guān)轉(zhuǎn)化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法錯誤的是（）A．通過E、F對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)B．F組可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌C．F組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果D．能導致小鼠死亡的是A、B、C、D四組D二、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯噬菌體是病毒的一種，其特別之處是專以細菌為宿主，較為人知的噬菌體是以大腸桿菌為寄主的T2噬菌體。跟別的病毒一樣，噬菌體只是一團由蛋白質(zhì)外殼包裹著遺傳物質(zhì)，大部分噬菌體還長有“尾巴”，用來將遺傳物質(zhì)注入宿主體內(nèi)，合成子代噬菌體后能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。二、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯（一）T2噬菌體侵染細菌的過程1.首先，噬菌體的尾端吸附在細菌的表面；2.然后，噬菌體把DNA全部注入細菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則留在細菌體外不起作用；5.最后，這些子代噬菌體由于細菌的解體而被釋放出來，再去侵染其他的細菌。4.這些新合成的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個與親代一模一樣的子代噬菌體。3.噬菌體的DNA在細菌體內(nèi)，利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的DNA和蛋白質(zhì)；（一）T2噬菌體侵染細菌的過程正在裂解的大腸桿菌(1)模板：(2)合成DNA的原料：(3)合成蛋白質(zhì)：吸附1、噬菌體的增殖原料：場所：注入釋放組裝合成親代噬菌體DNA大腸桿菌提供的4種脫氧核苷酸大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體一群噬菌體正在攻擊大腸桿菌通過攪拌和離心法可將吸附在大腸桿菌的噬菌體分離，上清液為質(zhì)量較輕的噬菌體，沉淀物為質(zhì)量較重的大腸桿菌。二、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，在T2噬菌體的化學組分中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。1．實驗材料：________________________。2．實驗方法：__________________，該實驗中用35S、32P分別標記________________________。T2噬菌體和大腸桿菌同位素示蹤法噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA組成蛋白質(zhì)的元素：C、H、O、N、S組成DNA的元素：C、H、O、N、P3532很低很高3．實驗過程含35S的大腸桿菌含35S的細菌培養(yǎng)基+大腸桿菌培養(yǎng)+噬菌體培養(yǎng)35S標記的噬菌體(2)侵染細菌35S標記的噬菌體

+大腸桿菌混合培養(yǎng)攪拌、離心結(jié)果上清液放射性

；沉淀物反射性

。(1)標記噬菌體二、噬菌體侵染細菌的實驗實驗一：35S標記（蛋白質(zhì)）的噬菌體侵染大腸桿菌很低很高3．實驗過程含32P的大腸桿菌含32P的細菌培養(yǎng)基+大腸桿菌培養(yǎng)+噬菌體培養(yǎng)32P標記的噬菌體(2)侵染細菌32P標記的噬菌體

+大腸桿菌混合培養(yǎng)攪拌、離心結(jié)果上清液放射性

；沉淀物反射性

。(1)標記噬菌體二、噬菌體侵染細菌的實驗實驗一：32P標記（DNA）的噬菌體侵染大腸桿菌4．實驗結(jié)果分析(1)用35S標記噬菌體，上清液中放射性很高的原因：蛋白質(zhì)外殼沒有進入大腸桿菌，離心后存在于上清液中。(2)用32P標記噬菌體，沉淀物中放射性很高的原因：DNA進入大腸桿菌，離心后存在于沉淀物中。

在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)，也就是說,子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，因此DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。5．實驗結(jié)論1、為什么體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗不能說明誰是轉(zhuǎn)化因子S型細菌的各種物質(zhì)沒有分開2、體內(nèi)轉(zhuǎn)化與體外轉(zhuǎn)化實驗的關(guān)系？體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗說明S型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子，體外轉(zhuǎn)化實驗進一步證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。3、加熱殺死的S型細菌的DNA是如何使R型轉(zhuǎn)化為S型的？基因重組（類似于轉(zhuǎn)基因技術(shù)）解決：解決：1、不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體。為什么？因為噬菌體進行寄生生活。3、該實驗能不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？不能，因為噬菌體侵染時蛋白質(zhì)外殼留在大腸桿菌體外，其作用不能證明。4、合成的子代噬菌體，DNA模板是誰的，原料是誰的？包括哪些原料？利用的細胞器是誰的？原料：酶、4種脫氧核苷酸、氨基酸、ATP等；利用大腸桿菌的核糖體。2、分別獲得被32P、35S標記的噬菌體的具體方法是？分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌。5、離心和攪拌的目的？使噬菌體的蛋白質(zhì)外殼脫離大腸桿菌1.標記大腸桿菌2.標記噬菌體3.標記的噬菌體分別侵染未標記的大腸桿菌4.攪拌離心培養(yǎng)液：上清液（培養(yǎng)液，含親代噬菌體）5.觀察放射性沉淀物（大腸桿菌，含子代噬菌體）實驗過程二、噬菌體侵染細菌的實驗(1)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上講，含有35S標記的蛋白質(zhì)均不能進入大腸桿菌，離心后全存在于上清液；實際操作中，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中。6.實驗誤差分析(2)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上講，含有32P標記的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，上清液放射性為0；實際操作中，上清液中有少量放射性，原因是：①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。②保溫時間過長，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，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。6.實驗誤差分析[典例1]（2015蘇州模擬）赫爾希和蔡斯用32P標記的T2噬菌體與無32P標記的大腸桿菌混合培養(yǎng)，一段時間后經(jīng)攪拌、離心得到了上清液和沉淀物。下列敘述正確的是()

A．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體可獲得被32P標記的T2噬菌體

B．攪拌的目的是使噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與噬菌體的DNA分開

C．如果離心前保溫時間過長，會導致上清液中的放射性升高

D．該實驗結(jié)果說明DNA是主要遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C[典例2]關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是()A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B．分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng)C．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C三、證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗方法比較四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)1、煙草花葉病毒侵染煙草實驗煙草花葉病毒（簡稱TMV）的基本成分就是蛋白質(zhì)和RNA五、生物的遺傳物質(zhì)√××1．(高考題組合)判斷有關(guān)噬菌體侵染細菌實驗敘述的正誤。(1)(2012·江蘇卷，2B)噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗更具說服力()(2)(2011·江蘇卷，12A)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體()(3)(2011·江蘇卷，12D)32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)()(4)(2012·重慶卷，2B)噬菌體能利用宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸()(5)(2011·江蘇卷，12D)用35S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充分所致()×√2．(2013·新課標全國Ⅱ卷，5)在生命科學發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗是()①孟德爾的豌豆雜交實驗②摩爾根的果蠅雜交實驗③肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗④T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗⑤DNA的X光衍射實驗A．①②B．②③C．③④ D．④⑤C3.科學家格里菲斯和艾弗里所做的肺炎雙球菌的實驗是為了（）A.證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，RNA也有遺傳的作用B.篩選肺炎球菌的藥物C.證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D.證明DNA的復制是半保留復制C4.艾佛里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾斯與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個實驗的敘述正確的是（）A.二者都應用同位素示蹤法B.二者的設計思路都是設法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應C.艾佛里實驗設置了對照，赫爾斯與蔡斯的實驗沒有對照D.二者都誘發(fā)了基因突變B5．噬菌體內(nèi)的S用35S標記，P用32P標記，細菌內(nèi)蛋白質(zhì)含32S，DNA含31P，用該噬菌體去侵染細菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代菌體中35S和32P的分布規(guī)律是()A．外殼內(nèi)有35S和32S，核心內(nèi)只含有32PB．外殼內(nèi)只有32S，核心內(nèi)只含有32PC．外殼內(nèi)有35S和32S，核心內(nèi)都含有32P和31PD．外殼內(nèi)只有32S，核心內(nèi)都含有31PD6．(2015·哈爾濱模擬)如果用3H、15N、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成成分中，能夠找到的放射性元素為()A．可在外殼中找到3H、15N和35SB．可在DNA中找到3H、15N和32PC．可在外殼中找到15N、32SD．可在DNA中找到15N、32P、32SB7.下圖是赫爾希和蔡斯所做的關(guān)于噬菌體侵染細菌的實驗示意圖，下列有關(guān)說法錯誤的是（）A.若想得到被標記的噬菌體，必須先得到被同種元素標記的細菌B.若沉淀物的放射性很高，則第一步是獲得35S標記的噬菌體C.第二步培養(yǎng)時間的長短可能會影響沉淀和上清液中放射性的變化D.若要證明DNA是遺傳物質(zhì)，應