第20课时 DNA是主要的遗传物质,回扣基础要点 一、对遗传物质的早期推测 20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质，原因是氨基酸多种多样的 可能蕴含着遗传信息。,必备知识梳理,蛋白质,排列顺序,第六单元 遗传的物质基础,二、肺炎双球菌转化实验 1.肺炎双球菌,光滑,粗糙,多糖类荚膜,多糖类荚膜,败血症,无毒性,2.格里菲思转化实验（体内转化） （1）实验过程及结果 （2）结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“ ”。,转化因子,加热杀死的S型细菌,不死亡,不死亡,艾弗里转化实 验（体外转化）,3.,原理：对S型细菌的成分提取、分离、鉴 定，并与 混合培养，以观察 各成分的作用,过程：,结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化 的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质,R型活细菌,DNA,R型+S武型,R型,三、噬菌体侵染细菌的实验 1.原理：T2噬菌体以自己的 为模板，利用 体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。 2.方法： ，用 标记一部分 噬菌体的蛋白质，用 标记另一部分噬菌体的DNA。 3.材料 （1）T2噬菌体的核酸为 ，存在于 ，尾 部及头部外侧为 。 （2）T2噬菌体的生活方式是 ，宿主细胞为 ， （能/不能）在培养基上繁殖。,DNA,细菌,放射性同位素标记法,35S,32P,DNA,头部,蛋白质,不能,寄生,大肠杆菌,4.,5.结论：在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是 ，即DNA是遗传物质。 6.实验思想：将 和蛋白质等分开，直接地、 去观察各自的作用。,DNA,DNA,单独地,高,低,未检测到,底,高,检测到,练一练 （高考真题）赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤： 培养噬菌体； 35S和32P标记噬菌体； 放射性检测； 离心分离。实验步骤的 先后顺序为 ( ) A. B. C. D. 解析 T2噬菌体是由蛋白质外壳和DNA组成的，用放射性同位素35S和32P可以分别对其进行标记，然后让其感染细菌（培养噬菌体），再进行离心分离，最后进行放射性检测，发现进入细菌体内的只有DNA，从而得出DNA是遗传物质的结论。,C,四、RNA也是遗传物质的实验 1.过程及结果 2.结论： 是遗传物质。 五、两个重要结论及原因 1.遗传物质DNA的主要载体是 ，此外 和 两种细胞器中也存在少量DNA分子。 2.DNA是 遗传物质，因为自然界中 生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗 传物质为RNA。,RNA,染色体,叶,绿体,线粒体,主要的,绝大多,RNA,蛋白质,数,构建知识网络,高频考点突破,考点一 肺炎双球菌的转化实验,1.肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较,提醒 格里菲思的体内转化实验只提出“S型细 菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质 是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗 里。 格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾 弗里DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R型 和S型都有，但是R型多。 DNA+DNA水解酶+R型活菌培育只有R型细 菌，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗 传物质，而不是为了证明DNA的水解产物脱 氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该 问题，但不是该实验的实验目的。,2.肺炎双球菌转化实验中的对照设计,1.格里菲思（F.Griffith）用肺炎双球菌在小鼠 身上进行了著名的转化实验，此实验结果 （ ） A.证明了DNA是遗传物质 B.证明了RNA是遗传物质 C.证明了蛋白质是遗传物质 D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质 解析 英国科学家格里菲思只是通过肺炎双球 菌的转化实验，推论杀死的S型细菌中含有促进 转化的活性物质“转化因子”，没有具体证明 何种物质是遗传物质。,对位训练,D,2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是 （ ） A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4,解析 2、3、4三个试管内的R型细菌因为没有S 型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因 为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化， 但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍 然有R型细菌的存在。 答案 D,考点二 噬菌体侵染细菌的实验 1.实验思路及方法 S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们的作用。 2.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组装释放五个过程。 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内,除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料,提醒,脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖 体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。 3.结果及分析,提醒 必须分两组分别标记进行实验，不能 同时对噬菌体既标记35S又标记32P。 该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋 白质共有的元素。 4.结论：DNA是遗传物质。 (1)噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在 部位：,提醒,(2)该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋 白质外壳留在外面,其作用不能证明。 (3)该实验可同时证明： DNA分子具有相对稳定性。 DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。 DNA能控制蛋白质的生物合成。 但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。,拓展提升 1.少量放射性出现的原因 (1)用32P标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液放射性含量升高。,(2)用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性 的原因：可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬 菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心 到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 2.两个经典实验的实验设计思路和设计原则 对照原则是相同的，但所用技术手段（物质提 纯与分离技术和同位素标记技术）、实验材料、 实验结论（能否证明蛋白质不是遗传物质方面） 都是不相同的。,对位训练 3.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为 （ ） A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌 B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌 C.将一组噬菌体用32P和35S标记 D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳 解析 用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一个成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，都有放射性，也无法判断是哪一个成分发挥作用。,D,4.噬菌体在增殖过程中利用的模板和原料的提供者分别是 ( ) A.都是噬菌体 B.噬菌体和细菌 C.都是细菌 D.细菌和噬菌体 解析 噬菌体侵染细菌时注入的是DNA，在 细菌细胞内以亲代噬菌体的DNA为模板，以细 菌的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成组装形 成子代噬菌体。,B,考点三 生物的遗传物质 1.事实：生物的遗传物质是DNA或RNA。所有细 胞生物的遗传物质都是DNA，对于病毒来说， 有一部分是DNA，如噬菌体等；有一部分是 RNA，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、烟草 花叶病毒等，问题大多出在对常见病毒的遗传 物质不熟悉。归纳如下：,2.结论：主要的遗传物质为DNA。,对位训练 5.回答下列有关遗传物质的问题： （1）人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中遗传 物质的核苷酸分别有多少种 ( ) A.8、4、4、8 B.4、4、4、4 C.5、4、4、5 D.8、4、5、4 （2）上述四类生物中组成它们的核酸的核苷酸种 类分别是（ ），这些核酸中含氮碱基种类分 别是（ ）。（答案仍从（1）选项中选择）,（3）下列有关遗传物质的叙述正确的是（ ） A.DNA是所有生物的遗传物质 B.真核生物的DNA都以染色体为载体 C.遗传物质在亲代与子代之间传递性状 D.核酸是一切生物的遗传物质 （4）下列哪项不是蚕豆遗传物质的载体（ ） A.染色体 B.叶绿体 C.线粒体 D.核糖体,解析 凡是细胞生物，不论原核或真核生物，细 胞中均有DNA和RNA两种核酸，但真正起遗传作 用的只有DNA，在无DNA的病毒（如烟草花叶病 毒、艾滋病病毒等）中，RNA才起遗传作用。在 真核细胞中，由于DNA主要存在于染色体上，故 染色体是遗传物质的主要载体，但因线粒体、叶 绿体中也有少量DNA，所以线粒体、叶绿体也可 作为遗传物质的载体。 答案 （1）B （2）A C （3）D （4）D,思维误区警示 易错分析 关于噬菌体的亲子代个体与细菌之间同位素标记关 系不清 噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系,解题思路探究,解题时一定看清标记对象是噬菌体还是细 菌,二者对应子代噬菌体的放射性结果不同。,提醒,纠正训练 1. 某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。 （1）子代噬菌体的DNA应含有表中的 和 元素，各占 个和 个。,（2）子代噬菌体中，只含32P的有 个；只含 31P的有 个；同时含有32P、31P的有 个。 （3）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有 元 素，由此说明 ； 子代噬菌体蛋白质都含有 元素，这 是因为 。 解析 由于细菌细胞中核苷酸含31P，而噬菌体 核酸中含32P，细菌氨基酸含35S，噬菌体蛋白质 含32S，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在 外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌体所需的 原料均来自寄主细胞，因此，每个噬菌体侵,染细菌所形成的子代噬菌体的DNA中，只有2个含 亲代噬菌体的DNA模板链，其余均为31P,而蛋白质 外壳应全是由细菌提供的原料构建的，即全是35S。 答案 （1）31P 32P n 2(或32P 31P 2 n) （2）0 n-2 2 （3）32S 噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细 菌内 35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内 35S标记的氨基酸为原料合成的,2.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为 ( ) A.可在外壳中找到15N和35S、3H B.可在DNA中找到3H、15N、32P C.可在外壳中找到15N和35S D.可在DNA中找到15N、32P、35S 解析 3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子上，又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上，而32P只能标记在噬菌体的DNA分子上，35S只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上。因为在噬菌体侵染,细菌的过程中，只有其DNA进入了细菌细胞，蛋白质外壳没有进入，子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳大都以细菌的成分为原料合成。所以在产生的子代噬菌体的结构成分中，只能找到噬菌体的DNA分子上带3H、15N和32P，完全没有35S。 答案 B,知识综合应用 重点提示 通过“格里菲思实验的迁移深化探究R型 细菌是否有转化因子”的考查，提升“对一些简 单的实验方案做出恰当的评价和修订”的能力。 典例分析 某同学通过学习肺炎双