1、第四章遗传的分子基础第15课时探索遗传物质的过程目标导航1.总结人类对遗传物质的探索过程及探索过程中所体现出的科学思维。2.尝试用氯化钠法提取DNA。3. 掌握证明DNA是遗传物质的两个著名实验的过程和原理，学习同位素标记的方法。4.理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。一、肺炎球菌的转化实验1格里菲思的转化实验(1)肺炎球菌的类型：R型菌落_，菌体_，_；S型菌落_，_，_。(2)实验现象：S型活球菌小鼠_；R型活球菌小鼠_；加热杀死的S型球菌小鼠_。加热杀死的S型球菌R型活球菌小鼠_。(3)结论：加热杀死的S型球菌能使R型活球菌转化成_球菌，且性状可遗传。2艾弗里的转化实验将S型
2、球菌的组成物质分离提纯得到_、_、_等，只有S型球菌的_能将R型活球菌转化成S型活球菌。实验证明：_是具有转化作用的物质，其他物质不具备这种功能。二、噬菌体侵染细菌的实验1952年_和_用放射性同位素35S和32P分别标记了T2噬菌体的_和_，并用该噬菌体侵染了大肠杆菌。这一实验证明了_。三、DNA是主要的遗传物质11956年，科学家发现有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白质，如_。从这种病毒中提取出来的蛋白质不能使烟草患病，但是从这种病毒中提取出来的RNA却能使烟草患花叶病，这说明这种生物的遗传物质是_，另外_的遗传物质也都是RNA。2因为绝大多数生物的遗传物质是_，所以说_。四、DNA的
3、粗提取与鉴定1提取原理：DNA在NaCl溶液中的_随着NaCl溶液浓度的改变而改变，当NaCl的物质的量浓度为_时DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，溶解在NaCl溶液中的DNA会析出来。DNA不溶于_溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液，根据这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。2鉴定原理：DNA遇到_会被染成_，可以根据这一特性鉴定DNA的存在。知识点一肺炎球菌的转化实验1下图是“肺炎球菌的转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是()ABCD2肺炎球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是()A培
4、养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具荚膜的细菌B培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生具荚的细菌C培养R型活细菌时加S型细菌DNA，能产生具荚膜的细菌D培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的细菌知识点二噬菌体侵染细菌的实验3某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用放射性同位素做了如下标记，产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。实验前的情况见下表：噬菌体细菌脱氧核苷酸标记32P31P氨基酸32S标记35S(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的_和_元素。(2)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有_元素，都有_元素，这是因为_。(3)此
5、实验证明了_。知识点三DNA的粗提取与鉴定4下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验装置：(1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中有较高含量的_。(2)在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_，通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是_；图C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_。(3)为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加_溶液，结果在水浴加热的条件下发生溶液变蓝的现象。基础落实1格里菲思(FGriffith)用肺炎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
6、物质D没有具体证明哪一种物质是遗传物质2所有病毒的遗传物质()A都是DNAB是DNA和RNAC都是RNAD是DNA或RNA3证明DNA是遗传物质的几个经典实验中，实验设计中最关键的是()A要用同位素标记DNA和蛋白质B要分离DNA和蛋白质C用DNA和蛋白质去侵染D要得到噬菌体和肺炎球菌4某研究人员模拟肺炎球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注入小鼠体内R型菌的DNADNA酶加入S型菌注入小鼠体内R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注入小鼠体内S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠体内以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A存活、存活、存活
7、、死亡B存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、存活5下列哪一项所述不能作为DNA是主要遗传物质的理由()A现代细胞学的研究已经提供了DNA是主要的遗传物质的有力证据B通过反复细致的化学成分分析已经得知，细胞中的DNA大部分是在染色体上C现代遗传学的研究已经提供了DNA是主要的遗传物质的充分证据D已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的能力提升6科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是()实验编号实验过程实验结果病类型斑病斑中分离出的病毒类型a型TM
8、V感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验B实验C实验D实验7一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是()A最初认为遗传物质是蛋白质，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B在艾弗里肺炎球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组C噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开D噬菌体侵染细菌实验中，只有在离心后的沉淀物中才能测到放射性同位素32P8在DNA的粗提取与鉴定实验中，与析出DNA黏稠物有关的叙述，
9、不正确的是()A操作时缓缓滴加蒸馏水，降低DNA的溶解度B用玻璃棒轻缓搅拌鸡血细胞液，以保证DNA分子完整C加蒸馏水可同时降低DNA和蛋白质的溶解度，两者均可析出D当丝状黏稠物不再增加时，此时NaCl的浓度相当于0.14 mol/L9用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是()A噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C离心时间过长，上清液中析出较多的大肠杆菌D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中题号123456789答案10
10、.下图所示为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：(1)根据上述实验对下列问题进行分析：图中锥形瓶中的培养液是用来培养_，其内的营养成分中是否含有32P？_。图中的A表示_的过程，此过程中进入大肠杆菌的是_。(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：实验测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原因是_。当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是_。(3)请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验：_。_。_。答案 知识清单一、1.(1)粗糙无荚膜无毒性光滑有荚膜有毒性(2)死亡存活存活
11、死亡 (3)S型2DNA蛋白质多糖DNADNA二、赫尔希蔡斯蛋白质DNADNA是遗传物质三、1.烟草花叶病毒RNAHIV、流感病毒、脊髓灰质炎病毒、脑炎病毒、新城鸡瘟病毒2DNADNA是主要的遗传物质四、1.溶解度0.14 mol/L酒精2二苯胺蓝色对点训练1D这几个实验互为对照，共同说明了DNA是遗传物质。2A1944年，艾弗里和他的同事从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA，R型细菌才能够转化为S型细菌，DNA的纯度越高，转化就越有效。艾弗里还发现，如果用DNA酶处理从S型细菌中提取出的DNA，使DNA分解，就不能
12、使R型细菌发生转化。3(1)32P31P(2)32S35S子代噬菌体是以细菌的氨基酸为原料合成蛋白质的(3)DNA是遗传物质解析噬菌体侵染细菌的实验采用了同位素标记法进行，用32P标记噬菌体的DNA。噬菌体侵染细菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用细菌内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。这一实验真正证明了DNA是遗传物质。4(1)DNA(2)使血细胞破裂使滤液中的DNA溶于浓盐溶液使DNA析出(3)二苯胺解析图A、B、C所示为本实验的三个关键步骤。图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混合而使血细胞处于极度低渗的环境之中，血细胞因大量吸水而导致最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细
13、胞释放出的DNA滤入收集的滤液中(将大量胶状物滤出)，再在滤液中加入2 mol/L的NaCl溶液使DNA的溶解度增加。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在1 mol/L的NaCl溶液中的溶解度为水中的2倍。图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水(大量)，可使溶液的NaCl浓度降至较低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，浓度再变小则DNA溶解度将增大)，使DNA低渗析出，经过滤等手段可以收集到DNA。DNA与二苯胺反应溶液变蓝，可作为DNA鉴定的方法。课后作业1D格
14、里菲思的肺炎球菌转化实验只证明了加热杀死的S型菌中含有促进R型菌转化为S型菌的转化因子，但不能证明哪种物质是遗传物质。2D病毒是一类无细胞结构的、只由DNA或RNA和蛋白质分子构成的微小生物。大多数病毒所含的核酸是DNA，这种类型的病毒以DNA作为遗传物质；少数病毒所含的核酸是RNA，这类病毒以RNA作为遗传物质。所以说，所有病毒的遗传物质是DNA或RNA。3B要证明DNA是遗传物质，在实验中最关键的是使用一定技术手段分离DNA和蛋白质，让其单独侵染，去观察它们在遗传过程中的作用。用同位素分别标记DNA和蛋白质以及从肺炎球菌中提取的DNA、蛋白质和多糖等物质，其目的都是如此。4DS型菌的DNA
15、DNA酶加入R型菌注入小鼠体内。由于S型菌的DNA被DNA酶分解，仍然只有R型菌，小鼠存活。R型菌的DNADNA酶加入S型菌注入小鼠内，有S型菌，小鼠死亡。高温加热后杀死R型菌。高温加热后杀死S型菌，、都不存在活S型菌，小鼠都存活。5B“DNA大部分在染色体上”不能作为DNA是主要的遗传物质的证据。6C烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以由RNA控制其性状。中的组合病毒感染植物后，病斑类型是b型，应分离出b型病毒。7D人们对遗传物质的探索历程中最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息。在艾弗里肺炎球菌转化实验中，R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌能指导合成多
16、糖荚膜的那段DNA整合到了R型细菌体内，也就是发生了基因重组。证明DNA是遗传物质的实验的关键是把DNA与蛋白质分开，单独、直接观察它们对性状的影响。噬菌体侵染细菌实验中，在离心后的沉淀物中测到的放射性同位素32P形成的放射性强，上清液中放射性弱，因为离心不可能分离的很彻底。8C加蒸馏水后降低NaCl的溶液浓度，同时逐渐降低DNA的溶解度，使其逐渐变为丝状黏稠物而析出。当NaCl溶液浓度降低时，蛋白质的溶解度增高，即蛋白质的盐溶现象，因而DNA析出时，蛋白质不能析出。9A32P标记的是噬菌体的DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA分子进入大肠杆菌，经离心后处于沉淀物中。若培养时间过短
17、，部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌内；若培养时间过长，噬菌体大量繁殖使部分大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，这样上清液就具有了放射性。10(1)大肠杆菌不含有噬菌体侵染大肠杆菌 噬菌体的DNA(2)部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌内释放出来 (3)配制适宜的培养大肠杆菌生长的培养液，在培养液中加入用32P标记的脱氧核苷酸作为合成DNA的原料在培养液中接种大肠杆菌，培养一段时间后，再接种噬菌体，继续进行培养 在培养液中提取出所需的T2噬菌体，其体内的DNA被32P标记解析噬菌体侵染细菌时只是核酸部分进入，蛋白质外壳仍留在细菌体外，P元素参与核酸的形成，因此主要在细菌内出现放射性。若要给T2噬菌体标记上32P，应先大量繁殖含32P的大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染含32P的大肠杆菌，T2噬菌体进入大肠杆菌体内后利用其体内的32P等物质合成自身的遗传物质。
