1、DNA是主要的遗传物质【学习目标】1、通过总结前人对遗传物质的探索,理解证明DN幅遗传物质的实验过程和思路。2、探讨实验技术在证明DN渥主要遗传物质中的作用。3、掌握肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验的原理和过程(重点)。【要点梳理】要点一:DNA是遗传物质的证据1、肺炎双球菌转化实验(1)肺炎双球菌的特点R型菌一一无荚膜,无毒性,菌落粗糙(rough)S型菌一一有荚膜,使人或动物患病,菌落光滑(smooth)(2)体内细菌转化实验(1928年英国格里菲斯)要点诠释:实验内容:结果注射第一组:无毒R型活菌第二组:有毒S型活菌第三组:有毒S型活菌/卜注射/rr,卜鼠.加热彳I毒S
2、型死菌不死亡r第四组:无毒R型活菌+加热杀死的S型菌死转果中型活畲离*s型活涧养结果分析第一组实验结果说明R型细菌没有毒性第二组实验结果说明S型细菌有毒性第三组实验结果说明加热杀死的S型菌没有毒性第四组小鼠死亡,证明R型细菌能转化为S型细菌,说明S型细菌含有促使R型细菌转化的物质。实验结论S型死菌中含有一种“转化因子”,能使R型细菌转化为S型细菌。(3)体外转化实验的过程(1944年美国艾弗里)3R型前S!是前的DMA3只长睚制的R型用尺W的/沼#*Rd由的塔年4.S型菌的蛋白质或型国的黄狼罗稠只长茯型菌要点诠释:艾弗里及其同事对S型中的物质进行了提纯和鉴定,他们将提纯的DN
3、A蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果发现只有加入DNAR型细菌才能转化为活菌中提取的DNA就不能使R型细菌发生转化。S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就有效;如果用DNA酶分解从S型分析结论:DNA能够引起可遗传的变异,DNAR有保持分子结构稳定才能行使遗传功能。(4)体内转化实验与体外转化实验的区别和联系体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌车t化成S型细菌S型细菌的DNA#R型细菌转化成S型细菌实验结论
4、S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DN遗传物质两实验联系:(1)所用材料相同,都是肺炎双球菌的R型和S型。(2)体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则。,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA2、噬菌体侵染细菌的实验(1)实验思路:用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DN所口蛋白质,分别单独地去观察它们的作用(2)实验材料:T2噬菌体、大肠杆菌要点诠释:T2噬菌体的模式图:Y睁人的奸何邓理落体的健武图生活方式:寄生,不能独立生存组成:蛋白质和DNA增殖:在自身示。DNA的控制下,利用细菌的原料与能量合成自身的蛋白质和DNA进行大量
5、增殖。噬菌体侵染细菌过程如下图所ABCDEF吸附C.注入TT复制合成E组装F,秤放(3)实验原理:噬菌体是专门寄生在活细菌体内的一类病毒,最终导致细菌细胞瓦解。噬菌体的头部和尾部都是由蛋白质构成的,头部内含有DNA一般来说,蛋白质含S不含P,而DNA含P不含&因而可将噬菌体内的DNA和蛋白质分别用同位素标记来分析DNAW蛋白质在噬菌体生命活动过程中所起的作用。(4)实验过程:标记细菌:细菌玷35S的培养基-含35S的细菌细菌哈32P的培养基-含32P的细菌标记噬菌体:噬菌体玷35S的细菌-含35S的噬菌体噬菌体玷32P的细菌含32P的噬菌体已标记的噬菌体侵
6、染未标记的细菌(4)实验结果:含35S的噬菌体+细菌-上清液的放射性高,沉淀物的放射性低。含32P的噬菌体+细菌-上清液的放射性低,沉淀物的放射性高。(5)实验分析因为上清液中含侵染后噬菌体外壳,沉淀物含被侵染的细菌,所以实验结果表明噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部,噬菌体的DNA进入了细菌内部。可见,噬菌体在细菌体内的增殖是在亲代噬菌体DNA的作用下完成的。(7)结论:直接证明:DNA是噬菌体的遗传物质。间接证明:DNA能够自我复制,使前后代保持一定的连续性,维持遗传性状的稳定性;DNA能够控制蛋白质的合成,从而控制新陈代谢和遗传性状。不能证明:DNA是主要的遗传物质;蛋白质不是遗传物
8、含有DNA又含有RNA的生物和体内只有DNA勺生物,遗彳物质是DNA凡是细胞生物,其遗传物质都是DNA在只含RNA的少数病毒中,RNA才作为遗传物质。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA所以说DN主要的遗传物质。由于细胞生物的遗传物质是DNA而在真核细胞中,DNA主要存在于细胞核内的染色体上,只有极少数的DNA存在于细胞质(线粒体、叶绿体)中。因此,遗传物质的主要载体是染色体。【典型例题】DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的类型一:肺炎双球菌转化实验例1、下图是“肺炎双球菌的转化实验”的部分研究过程。能充分说明W+S-DNA含型细的养*长出6型细葭它二则一只长r型细菌
9、#5-慧白收只长R国细菌川美膜多精些aS星物前口之R型细菌健续培养口,.岫-*R型细陇继续培养口取由*,R型细函A.B.C.D.【答案】D【解析】R型活细菌在S型细菌的DNA作用下,转化为S型细菌,这说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌细胞中,实现对其性状的控制,可说明DNA是遗传物质,而R型细菌在S型细菌中的其他物质,如蛋白质、RNA荚膜多糖等作用下,都不发生这种转化,这正好说明蛋白质等其他物质不是遗传物质。【点评】本题主要考查对“肺炎双球菌的转化实验”的理解以及对照性实验原则和单一变量原则。审题时要注意题干中的实验变量和不变量各是什么。【举一反三】:
10、【变式】1944年,美国科学家艾弗里和他的同事,从S型活细菌中提取了DNA蛋白质和多糖等物质,然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果,发现加入DNA勺培养基中,R型细菌转化成了S型细菌,而加入蛋白质和多糖的培养基中,R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了()。S型细菌的性状是由DNAa定的在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中DNA遗传物质S型细菌的DN-遗传物质,R型细菌的DNM是遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质蛋白质和多糖在该转化实验中,起对照作用A.B.C.D.【答案】D类型二:噬菌体侵染细菌实验例2、科学家用32P标记的噬菌体侵染未被
12、在噬菌体遗传特性的传递过程中起作用。【点评】本题考查对噬菌体侵染细菌实验过程的掌握情况,以及根据实验结果分析判断正确选项的能力。【举一反三】:【变式】在“噬菌体侵染细菌”的实验中,如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中,则获得侵染噬菌体的方法是()。A.用含35S的培养基直接培养噬菌体B.用含32P的培养基直接培养噬菌体C.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体D.用含32P的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体【答案】D类型三:DNA是主要的遗传物质例3、烟草花叶病毒TMVW车前草病毒HRVTB能感染烟草叶,但二者致病斑不同,如图中A所示。结合图示分析B图中(a)(