PAGEPAGE13第一節遺傳物質的發覺1．總結人類對遺傳物質的探究過程。2．駕馭肺炎雙球菌轉化試驗的過程及結論。(重難點)3．駕馭噬菌體侵染細菌試驗的方法、過程及結論。(重難點)肺炎雙球菌的轉化實驗1．遺傳物質在染色體上(1)薩頓對蝗蟲精子發生的探討①發覺現象：a．染色體是各具獨特形態的實體。b．體細胞中染色體成對存在，一條來自父方，一條來自母方。c．在細胞減數分裂時，配對的兩條染色體相互分開，獨立進入配子。d．非同源染色體進入配子時自由組合。②發覺問題：在減數分裂時，染色體的行為與遺傳因子的行為具有完全平行的現象。③提出假設：遺傳因子位于染色體上。(2)摩爾根通過果蠅雜交試驗，得出特定的基因位于特定染色體的特定位置上的結論，因此，染色體就是遺傳物質的載體。2．肺炎雙球菌的特點種類項目S型細菌R型細菌菌落表面光滑表面粗糙菌體毒性有毒性無毒性3.體內轉化試驗——格里菲思的試驗(1)原理：S型細菌可使小鼠患敗血癥死亡。(2)試驗過程及現象：(3)結論：加熱殺死的S型細菌中含有某種物質使R型活細菌轉化為S型活細菌。4．體外轉化試驗——艾弗里的試驗(1)設計思路：將提純的S型細菌的DNA、蛋白質和其他物質分別加入到R型細菌的培育基中，單獨視察它們各自的功能。(2)試驗過程及現象：(3)結論：只有加入DNA，R型細菌才能轉化為S型細菌，即DNA是具有轉化作用的遺傳物質，而蛋白質和其他物質不是遺傳物質。[合作探討]探討1：是否全部生物的遺傳物質都以染色體作為載體？真核細胞的遺傳物質都在染色體上嗎？提示：不是。原核生物及病毒無染色體，其遺傳物質不以染色體作載體，真核細胞的遺傳物質并非都在染色體上，如線粒體、葉綠體中也有遺傳物質DNA。探討2：依據格里菲思的試驗，使R型細菌轉化成S型細菌的“遺傳物質”可能是什么？為此艾弗里設計了怎樣的試驗？提示：可能是DNA或蛋白質。將分別提純的DNA、蛋白質分別與R型細菌混合培育，單獨視察它們各自的效應。探討3：艾弗里試驗中設置加DNA水解酶這組試驗目的是什么？提示：艾弗里試驗中設置DNA＋DNA酶這一組試驗的目的：①比照說明只加DNA組的結論，②說明DNA的水解產物不能實現轉化。[思維升華]1．肺炎雙球菌體外轉化試驗中的相互比照相互比照時每組均既是試驗組又是比照組，每個試驗組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結論必需由幾組試驗結果對比得出。2．體內轉化試驗和體外轉化試驗的比較體內轉化試驗體外轉化試驗試驗者格里菲思艾弗里等培育細菌用小鼠(體內)用培育基(體外)試驗原則R型細菌與S型細菌的毒性比照S型細菌各成分作用的相互比照試驗結果加熱殺死的S型細菌能使R型細菌→S型細菌S型細菌的DNA使R型細菌→S型細菌試驗結論S型細菌體內有“轉化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質3.肺炎雙球菌轉化的實質和影響因素(1)在加熱殺死的S型細菌中，其蛋白質變性失活，但不要認為DNA也變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時，其結構可復原。(2)在轉化過程中并不是全部的R型細菌均轉化成S型細菌，而是只有少部分R型細菌轉化為S型細菌。緣由是轉化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態等因素影響。1．某探討人員模擬肺炎雙球菌的轉化試驗，進行了以下4個試驗：①S型細菌的DNA＋DNA酶→加入R型細菌→注射入小鼠②R型細菌的DNA＋DNA酶→加入S型細菌→注射入小鼠③R型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細菌的DNA→注射入小鼠④S型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細菌的DNA→注射入小鼠以上4個試驗中小鼠存活的狀況依次是()A．存活、存活、存活、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【解析】①加入DNA酶，可將S型細菌的DNA水解，使之完全失去活性，再加入R型細菌，不會轉化為S型細菌，故小鼠存活；②雖加入了DNA酶，但還加入了S型細菌，故小鼠死亡；③由于高溫使R型細菌死亡，加入S型細菌的DNA后，不會有S型細菌出現，故小鼠能存活；④中的S型細菌在高溫下被殺死，加入R型細菌的DNA，小鼠不死亡?！敬鸢浮緿2．格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌轉化試驗證明白()【導學號：73730045】①DNA是遺傳物質②RNA是遺傳物質③DNA是主要遺傳物質④蛋白質不是遺傳物質⑤糖類不是遺傳物質⑥DNA能產生可遺傳的變異A．①④⑤⑥ B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥【解析】格里菲思和艾弗里試驗能證明DNA是遺傳物質，但不能證明DNA是主要遺傳物質和RNA是遺傳物質?！敬鸢浮緼噬菌體侵染細菌實驗1．噬菌體組成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蛋白質外殼,DNA))2．同位素標記eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蛋白質—35S,DNA—32P))3．試驗過程4．試驗結論：DNA是噬菌體的遺傳物質。[合作探討]探討1：能否運用14C和18O標記噬菌體？為什么？提示：不能，因為噬菌體的DNA和蛋白質中都含有C和O元素。探討2：請分別寫出噬菌體外殼及其核酸的組成單位的結構簡式，并注明32P、35S的標記的部位。提示：噬菌體侵染細菌試驗中32P和35S的存在部位，如下圖所示。探討3：能否分別用含放射性同位素35S和32P的培育基來培育噬菌體？為什么？提示：不能。因為病毒無細胞結構，其體內缺少完整的獨立生活的酶系統，專營活細胞內寄生生活。一般培育基缺少細胞類生物，病毒無法生存。[思維升華]1．噬菌體的增殖(1)模板：噬菌體DNA。(2)合成DNA的原料：大腸桿菌供應的四種脫氧核苷酸。(3)合成蛋白質的原料及場所：大腸桿菌的氨基酸、大腸桿菌的核糖體。2．試驗思路及方法S是蛋白質特有元素，P是DNA特有元素，用放射性同位素32P和35S分別標記DNA和蛋白質，干脆單獨去視察它們的作用。3．侵染特點及過程(1)進入細菌體內的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質留在外面不起作用。(2)噬菌體侵染細菌要經過吸附→注入核酸→合成子代DNA→組裝子代噬菌體→釋放子代噬菌體4．試驗過程(1)標記噬菌體(2)侵染細菌(3)結論：在噬菌體中，保證親代與子代之間具有連續性的物質是DNA，即DNA是遺傳物質。5．試驗誤差分析(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的緣由：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，經離心后分布于上清液中，上清液中出現放射性。②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現放射性。(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的緣由：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體仍吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。6．噬菌體侵染細菌試驗與肺炎雙球菌的體外轉化試驗的比較1．在證明DNA是遺傳物質的T2噬菌體侵染大腸桿菌的試驗中，正確的技術手段是()A．用化學方法把DNA和蛋白質分開B．用32P和35S分別標記T2噬菌體和大腸桿菌C．用32P和35S同時標記T2噬菌體D．用標記過的大腸桿菌去培育T2噬菌體【解析】分別用32P和35S培育大腸桿菌，再用正常的噬菌體去侵染被標記的大腸桿菌，最終用分別標記的噬菌體再侵染正常大腸桿菌，視察是噬菌體的DNA還是蛋白質注入細菌細胞內后能產生子代噬菌體?！敬鸢浮緿2．為證明蛋白質和DNA原委哪一種是遺傳物質，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的試驗(T2噬菌體特地寄生在大腸桿菌體內)。下圖中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關于本試驗及病毒、細菌的敘述正確的是()【導學號：73730046】A．圖中錐形瓶中的培育液是用來培育大腸桿菌的，其內的養分成分中要加入32P標記的無機鹽B．若要達到試驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體的試驗，兩組相互比照，都是試驗組C．噬菌體的遺傳不遵循基因分別規律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分別規律D．若本組試驗B(上清液)中出現放射性，則不能證明DNA是遺傳物質【解析】題圖所示錐形瓶中培育液內的養分成分應無放射性標記；要證明DNA是遺傳物質，還應設計一組用35S標記噬菌體的試驗，兩組相互比照，都是試驗組；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分別規律；若本組試驗B(上清液)中出現放射性，可能是試驗時間過長，細菌裂解導致的。【答案】B煙草花葉病毒感染煙草的實驗1．RNA是遺傳物質的證據(1)煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質和RNA，無DNA。(2)結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，不是蛋白質。2．DNA是主要的遺傳物質絕大多數生物的遺傳物質是DNA，少數生物的遺傳物質是RNA。[合作探討]探討1：煙草花葉病毒合成蛋白質的場所是什么？其進行RNA和蛋白質合成的原料由誰供應？提示：煙草細胞的核糖體。由煙草細胞為之供應合成核酸和蛋白質的原料。探討2：全部生物的遺傳物質都是DNA，對嗎？為什么？提示：不對。細胞生物的遺傳物質是DNA，大多數病毒的遺傳物質是DNA，少數病毒的遺傳物質是RNA。[思維升華]1．煙草花葉病毒重建試驗(1)過程：(2)構建的重組病毒，其遺傳性狀與供應RNA的病毒性狀完全一樣，與供應蛋白質的病毒性狀不同，說明RNA是遺傳物質。(3)結論：只有RNA而沒有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質。2．依據煙草花葉病毒感染煙草的試驗，獲得試驗結論3.生物遺傳物質的推斷方法(1)方法：①細胞內既有DNA，又有RNA，只有DNA是遺傳物質，分布在細胞核和細胞質中。②病毒只能含有一種核酸，DNA或RNA。大多數病毒含DNA。③一切生物的遺傳物質是核酸(DNA或RNA)。(2)不同生物的遺傳物質如下表：實例噬菌體(DNA)或煙草花葉病毒(RNA)乳酸菌、藍藻酵母菌、玉米、小麥、人1．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是()A．a過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙葉，結果說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用B．b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結果說明其有侵染作用C．c、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分別出車前草病毒D．該試驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質【解析】a過程中煙葉沒有出現病斑，表示TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用；b過程中煙葉出現病斑，表示HRV的RNA有侵染作用；c、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉出現病斑，并能從中分別出HRV病毒，說明該“雜種病毒”有侵染作用；該試驗證明只有HRV的RNA是遺傳物質，不能證明TMV的RNA不是遺傳物質。【答案】D2．下列有關生物體遺傳物質的敘述，正確的是()A．肺炎雙球菌的遺傳物質主要是DNAB．酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上C．T2噬菌體的遺傳物質含有硫元素D．煙草花葉病毒的遺傳物質水解產生4種脫氧核苷酸【解析】A項中肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA；B項中酵母菌為真核生物，其遺傳物質DNA主要分布在染色體上，細胞質中也有；C項中T2噬菌體的遺傳物質是DNA，不含S元素；D項中煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，水解后產生4種核糖核苷酸。【答案】B1．在生命科學發展過程中，證明DNA是遺傳物質的試驗是()①孟德爾的豌豆雜交試驗②摩爾根的果蠅雜交試驗③肺炎雙球菌轉化試驗④T2噬菌體侵染細菌試驗⑤煙草花葉病毒感染和重建試驗A．①② B．②③C．③④ D．④⑤【解析】孟德爾豌豆雜交試驗揭示了基因分別規律；摩爾根果蠅雜交試驗證明白基因在X染色體上；肺炎雙球菌轉化試驗及噬菌體侵染細菌試驗證明白DNA是遺傳物質；煙草花葉病毒感染和重建試驗證明白RNA是遺傳物質?！敬鸢浮緾2．下面是仿照艾弗里的試驗內容，有關敘述不正確的是()A．R型細菌無莢膜，無毒性B．R型細菌與S型細菌都有核糖體C．添加多糖、脂質、蛋白質、RNA等試管的組別具有比照作用D．DNA酶的作用是催化DNA復制【解析】肺炎雙球菌為原核生物，有核糖體。R型細菌無莢膜，無毒性。添加多糖、脂質、蛋白質、RNA等試管的組別作為比照，說明以上物質不是遺傳物質，只有DNA是遺傳物質。DNA酶的作用是水解DNA?！敬鸢浮緿3．艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化試驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌試驗都證明白DNA是遺傳物質。下列關于這兩個試驗的敘述正確的是()【導學號：73730047】A．二者都應用同位素示蹤技術B．二者的設計思路都是設法把DNA與蛋白質分開，探討各自的效應C．艾弗里的試驗設置了比照，赫爾希與蔡斯的試驗沒有比照D．二者都誘發了DNA突變【解析】只有噬菌體侵染細菌試驗應用了同位素示蹤技術，A錯誤；兩試驗最關鍵的設計思路都是設法把DNA與蛋白質分開，探討各自的效應，B正確；赫爾希與蔡斯的試驗是相互比照，C錯誤；兩試驗都沒有誘發DNA突變，D錯誤。【答案】B4．經探討：人感染高致病性禽流感是由甲型流感病毒H5N1亞型引起，傳染源主要為感染H5N1病毒的禽類或H5N1病毒污染的環境。某探討小組為探究H5N1病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，做了如下試驗，請你完成相關內容。(1)試驗原理：________________________________________。(2)材料用具：H5N1病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。(3)試驗步驟：①取健康且生長狀況基本一樣的小白鼠若干，隨機均分成四組，