1、第1节DNA是主要的遗传物质学习目标1.了解人类对遗传物质的早期猜想。2.分析肺炎链球菌转化实验的过程及结论。3.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。4.说明DNA是主要的遗传物质的原因。知识点一肺炎链球菌的转化实验一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。二、肺炎链球菌的转化实验1肺炎链球菌类型易漏边角2格里菲思的实验体内转化实验(1)实验过程及现象肺炎链球菌是原核生物还是真核生物？提示：肺炎链球菌是细菌，属于原核生物。格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活
2、细菌与加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？提示：不是，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。(2)结论：加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。3艾弗里的实验体外转化实验(1)自变量：不同处理的细胞提取物因变量：培养基中活细菌的种类(2)实验过程及现象预处理：将加热致死的S型细菌破碎，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。分析细胞提取物的理化特性，发现这些特性与DNA的极为相似。(3)结论DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、自变量控制的原理1加法原理与常态比较，人为增加某种影响因素。
3、如“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了加法原理。2减法原理与常态相比，人为去除某种影响因素。如“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了减法原理。肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质，而艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。细胞提取物DNA水解酶R型活菌培养基中只有R型细菌生长，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
4、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，但这不是该实验的实验目的。例1格里菲思用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论错误的是()A说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNAB说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C说明了R型活细菌不具有致病性，S型活细菌具有致病性D说明了加热致死的S型细菌不具有致病性解题分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够证明加热致死的S型细菌内存在促进R型细菌转化为S型细菌的转化因子，不能证明DNA是遗传物质，A错误，B正确；将R型细菌单独注射到小鼠体内，小鼠存活，证明其没有致病性，将S型细菌单独注射到小鼠体内，小鼠死亡，说
5、明S型细菌有致病性，C正确；将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠能够存活，证明加热致死的S型细菌不具有致病性，D正确。答案A例2艾弗里和其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表。从表中内容可知()A培养皿中只出现R型菌B该实验控制自变量采用了“加法原理”，因为不同组中加入了不同的酶C该实验说明S型菌的DNA很可能是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质解题分析实验的自变量是经不同处理的S型细菌细胞提取物，因变量是培养皿的活细菌种类。、两两对比，说明转化因子很可能是DNA，C正确；说明DNA可能是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误；该实验控制自变量采用了“减法原理”，B
6、错误。答案C题后归纳 1.格里菲思实验只能说明S型细菌体内含有某种转化因子，不能证明DNA是遗传物质。2.R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。3体内转化实验中使小鼠致死的是具有致病性的S型细菌，不是S型细菌的DNA。4转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化。知识点二噬菌体侵染细菌的实验1实验者：赫尔希和蔡斯。2实验材料：T2噬菌体。(1)结构与成分(2)生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。(3)增殖方式：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖，当噬菌体增殖到
7、一定数量后，大肠杆菌裂解，释放大量的噬菌体。3实验方法：放射性同位素标记法。4实验过程及现象(1)标记T2噬菌体(2)标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌，检测上清液和沉淀物的放射性搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 本实验采用的是放射性同位素标记法，为什么用32P和35S进行标记？提示：S是噬菌体蛋白质特有的元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？提示：因为噬菌体营寄生生活，只有在大肠杆菌体内才能进行增殖，所以应先培养大肠杆菌，再用大肠杆
8、菌培养噬菌体。用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？提示：(1)保温时间过短，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；(2)保温时间过长，部分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中。离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。根据放射性结果说明：DNA进入了大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面。(3)检测新形成的噬菌体的放射性进一步观察，细菌裂解释放出的子代噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。这一结果说明亲子代之间具有连续性的物质
9、是DNA。5实验结论子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因是什么？提示：由于搅拌不充分，有少量含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。例1“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：标记噬菌体噬菌体与细菌混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述正确的是()A需要利用分别含有35S和32P的细菌B中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败C的作用是加速细菌的解体D的结果是沉淀物中检测到放射性解题分析标记噬菌体需要用含35S或32P的细菌培养噬菌体，A正确；少量噬菌
10、体未侵入细菌，但大多数噬菌体仍侵入，不影响实验结果，B错误；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，C错误；以35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液中含有较高的放射性，以32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中含有较高的放射性，D错误。答案A例2某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了以下3个实验：用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，短时间保温后离心，检测到以上3个实验中放射性的主要位置依次是()A沉
11、淀物、沉淀物、沉淀物和上清液B沉淀物、上清液、沉淀物C上清液、上清液、沉淀物和上清液D沉淀物、沉淀物、沉淀物解题分析在该实验中，沉淀物的主要成分是被侵染的细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中。答案D例3如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未被标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为()A可在外壳中找到3H、15N和35SB可在DNA中找到3H、15N和32PC可在外壳中找到15N、35SD可在DNA中
12、找到15N、32P、35S解题分析噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，DNA中含有C、H、O、N、P，而蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素。用3H、15N、32P、35S共同标记噬菌体，其DNA中含有3H、15N、32P，蛋白质中含有3H、15N、35S。在噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质外壳留在外面，没有进入细菌内，只有DNA进入细菌内，所以在子代噬菌体的组成成分中能够找到的放射性元素为3H、15N、32P。答案B技法提升 “二看法”判断子代噬菌体标记情况知识点三DNA是主要的遗传物质1RNA是遗传物质的依据(1)实验材料烟草花叶病毒：组成为RNA和蛋白质。烟草(2)侵染过程(3)结论：烟草花叶
13、病毒的遗传物质是RNA。2不同生物体内核酸的种类及遗传物质的区别3结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA，这种说法正确吗？提示：不正确，有细胞结构的生物，其遗传物质均是DNA，不是RNA。对于某一生物能不能说它的遗传物质主要是DNA，例如人、噬菌体、酵母菌等生物？DNA是主要的遗传物质如何理解？提示：不能。某种生物的遗传物质只能说是DNA(例如人、噬菌体、酵母菌)或是RNA(艾滋病病毒等)。DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA。例1烟草花叶病毒(TMV)和车前草病
14、毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是()Aa过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用Bb过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用Cc、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染HRV的症状，并能从中分离出HRVD该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质解题分析由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。答案D例2关于遗传物
15、质的叙述，正确的是()噬菌体侵染细菌实验，证明DNA是主要遗传物质大肠杆菌的遗传物质是RNA核酸是一切生物的遗传物质病毒的遗传物质是DNA和RNA杨树的遗传物质是DNAA B C D解题分析噬菌体侵染细菌实验，不能证明DNA是主要的遗传物质，只能证明DNA是噬菌体的遗传物质，错误；核酸包括了DNA和RNA，核酸是一切生物的遗传物质，正确；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，如大肠杆菌和杨树等，、错误，正确。答案B1探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括()A不同生物的蛋白质在结构上存在差异B对
16、DNA的结构没有清晰的了解C蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息答案C解析由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，故推测不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量的遗传信息，不同生物体内的蛋白质结构存在差异，故推测蛋白质是遗传物质，A、D正确；当时对生物大分子DNA的结构没有清晰的了解，而且与蛋白质相比，DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制，B正确，C错误。2肺炎链球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是()AR型细菌和S型细菌 BR型细菌和R型细菌CS型细菌和R型细菌 DS型细菌和S型细菌答
17、案A解析格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，因此发生转化的细菌是R型细菌，含转化因子的细菌是S型细菌。3在肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入经蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理的S型细菌细胞提取物，经过培养，检查结果发现试管内有S型细菌的是()A3和4 B1、3和4C1、2和3 D2和3答案C解析根据艾弗里体外转化实验的结果可知，1、2、3试管中含有S型细菌。4关于T2噬菌体的叙述，正确的是()AT2噬菌体的核酸和蛋白质中都含S元素BT2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中CRNA和DNA都是T2噬菌体的遗传
18、物质DT2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖答案D解析T2噬菌体的遗传物质是DNA不是RNA，C错误；DNA中不含S元素，A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌中，B错误。5赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：噬菌体侵染细菌用35S或32P标记噬菌体上清液和沉淀物的放射性检测离心分离子代噬菌体的放射性检测最合理的实验步骤顺序为()A BC D答案C解析该实验首先要用32P和35S分别标记T2噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，保温培养一段时间后，充分搅拌，离心分离，然后对上清液和沉淀物的放射性进行检测，最后进一步对子代噬菌体进行放射性检测，以此来判断DNA和蛋白质在亲子代之间的传递情况。6下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DH1N1流感病毒的遗传物质为DNA答案B解析豌豆的遗传物质是DNA，A错误；酵母菌属于真核生物，其遗传物质主要分布在染色体上，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含有硫元素，C错误；H1N1流感病毒遗传物质是RNA，D错误。
