1、第三单元第三单元 基因的本质与基因的表达基因的本质与基因的表达第一讲第一讲 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1基础知识概述基础知识概述2重点、难点解析重点、难点解析实验技能实验技能3课堂小结课堂小结4巩固练习巩固练习5一、一、DNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据(早期推测早期推测)2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)(2)噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 生物的遗传物质生物的遗
2、传物质无细胞结构无细胞结构 真核生物和原核生物真核生物和原核生物一切生物的遗传物质是核酸，一切生物的遗传物质是核酸，DNADNA是主是主要的遗传物质要的遗传物质有细胞结构有细胞结构病毒病毒DNARNA 或或 DNA三、结论：三、结论：返返回回一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据(早期推测早期推测)A:蛋白质蛋白质是遗传物质是遗传物质(20世纪世纪20年代年代)各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的成不同的 。氨基酸多种多样。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着的排列顺序，可能蕴含着 。蛋白质蛋白质遗传信息遗传信息结论：结
3、论：是遗传物质。是遗传物质。蛋白质蛋白质一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据(早期推测早期推测)稳定稳定DNA蛋白质蛋白质DNADNA连续连续B:DNA是遗传物质是遗传物质1、探索遗传物质的过程是漫长的直到、探索遗传物质的过程是漫长的直到20世世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。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不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且具有更
4、高的热稳定性，并且 能够自我复制能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存 大量遗传信息大量遗传信息C练习：练习：1 1、具有存储巨大数量信息的可能、具有存储巨大数量信息的可能2 2、在生长和繁殖过程中能精确的、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制自我复制3 3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性 状和新陈代谢状和新陈代谢4 4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产 生变异）生变异）问题：两种不同的推测如何求证呢？问题：两种不同的推测如何求证呢？一、一、DNA是遗传物质的证据是遗
5、传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)菌落菌落荚膜荚膜毒性毒性R R型细菌菌落型细菌菌落无多糖荚膜无多糖荚膜 S S型细菌菌落型细菌菌落光滑光滑两种菌落的比较两种菌落的比较无毒无毒有毒有毒一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化
6、)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)实验结论：实验结论：已经被已经被加热杀死的加热杀死的S型细菌中型细菌中，必然含有某，必然含有某种促成这一转化的活性物质种促成这一转化的活性物质实验结果：从第四组小鼠体内分理处实验结果：从第四组小鼠体内分理处S型活细型活细菌菌转化因子转化因子一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)本实验体现了一个完整的科学发现过程
7、的一本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即部分，即发现问题发现问题 提出假说提出假说实验验实验验证证得出结论得出结论的前两步，后两步由艾弗里的前两步，后两步由艾弗里完成。完成。如果请你设计一个实验来确定如果请你设计一个实验来确定转化因子转化因子，你，你的实验设计思路是什么的实验设计思路是什么?一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(
8、体外转化体外转化)实验结果：实验结果：一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)练习练习1.加热杀死的加热杀死的S型细菌和型细菌和R型活细菌混合注射型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是部是S型细菌。型细菌。()【分析分析】加热杀死的加热杀死的S S型细菌和型细菌和R R型活细菌混型活细菌混合注射到小鼠体内后，转化出有毒性的合注射到小鼠体内后，转化出有毒性的S S型活型活细菌，并且这种性状的转化是可以遗传的，细菌，并且这种
9、性状的转化是可以遗传的，因此在小鼠尸体中可以提取到因此在小鼠尸体中可以提取到S S型细菌，但是型细菌，但是这种转化是少数的，在小鼠体内还可以分离这种转化是少数的，在小鼠体内还可以分离出大量的出大量的R R型细菌。型细菌。2.格里菲思认为加热杀死的格里菲思认为加热杀死的S型细菌的型细菌的DNA是转化因子。是转化因子。()【分析分析】格里菲思认为加热杀死的格里菲思认为加热杀死的S S型细菌中，必然含有某型细菌中，必然含有某种促成转化的活性物质，即转化因子，但是，格里菲思并未种促成转化的活性物质，即转化因子，但是，格里菲思并未确定转化因子到底是什么物质。确定转化因子到底是什么物质。3.肺炎双球菌转化
10、实验和噬菌体侵染细菌实验证明肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主是主要的遗传物质。要的遗传物质。()【分析分析】肺炎双球菌转化实验证明肺炎双球菌转化实验证明S S型菌中存在转化因子，型菌中存在转化因子，噬菌体侵染细菌实验只是证明噬菌体侵染细菌实验只是证明DNADNA是遗传物质，它们都没有是遗传物质，它们都没有证明证明DNADNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。4.艾弗里证明用艾弗里证明用DNA酶分解后的酶分解后的S型活细菌的型活细菌的DNA不能使不能使R型型细菌发生转化。细菌发生转化。()【分析分析】艾弗里的体外转化实验结果表明只有加入艾弗里的体外转化实验结果表明只有加入S
11、 S型细菌的型细菌的DNADNA，R R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S S型细菌，并且型细菌，并且DNADNA纯度越高，转化纯度越高，转化越有效，越有效，但是用但是用DNADNA酶分解后的酶分解后的S S型细菌的型细菌的DNADNA不能使不能使R R型细菌发生转化。型细菌发生转化。5.豌豆细胞内既有豌豆细胞内既有DNA，也有，也有RNA，但是，但是DNA是豌豆的主要是豌豆的主要的遗传物质。的遗传物质。()【分析分析】豌豆细胞内有两种核酸豌豆细胞内有两种核酸(DNA(DNA和和RNA)RNA)，但是豌豆的，但是豌豆的遗传物质只有一种，即遗传物质只有一种，即DNADNA，RNARNA不会作为豌
12、豆的遗传物质，不会作为豌豆的遗传物质，因此，不能说因此，不能说DNADNA是豌豆的主要的遗传物质。是豌豆的主要的遗传物质。7(2011广东高考广东高考)艾弗里及其同事用艾弗里及其同事用R型和型和S型肺炎双球菌型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知进行实验，结果如下表。从表可知()实验实验组号组号 接种接种菌型菌型 加入加入S S型型菌物质菌物质 培养皿长培养皿长菌情况菌情况 R R 蛋白质蛋白质 R R型型 R R 荚膜多糖荚膜多糖 R R型型 R R DNADNA R R型、型、S S型型 R R DNA(DNA(经经DNADNA酶处理酶处理)R R型型 A.不能证明不能证明S型菌的蛋白
13、质不是转化因子型菌的蛋白质不是转化因子B.说明说明S型菌的荚膜多糖有酶活性型菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明和说明S型菌的型菌的DNA是转化因子是转化因子D.说明说明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质【解题指南解题指南】1.1.考查实质：肺炎双球菌转化实验的结论。考查实质：肺炎双球菌转化实验的结论。2.2.解题关键：解答本题应首先对、解题关键：解答本题应首先对、和组实验进行对照，明确使和组实验进行对照，明确使R R型细菌转化型细菌转化为为S S型细菌的是型细菌的是S S型细菌的型细菌的DNADNA。【解析解析】选选C C。、组：。、组：R R型细菌型细菌+S+S型细菌型细菌的蛋白质或荚膜多糖
14、，只长出的蛋白质或荚膜多糖，只长出R R型细菌，说型细菌，说明蛋白质或荚膜多糖不能使明蛋白质或荚膜多糖不能使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌。组：将型细菌。组：将S S型细菌的型细菌的DNADNA加入加入R R型细型细菌的培养基，结果既有菌的培养基，结果既有R R型细菌又有型细菌又有S S型细菌，型细菌，说明说明S S型细菌的型细菌的DNADNA可以使可以使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型型细菌；组：用细菌；组：用DNADNA酶将酶将S S型细菌的型细菌的DNADNA水解，水解，结果只长出结果只长出R R型细菌，说明型细菌，说明DNADNA的水解产物不的水解产物不能使能使R R
15、型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌，进而说明了只型细菌，进而说明了只有有DNADNA才能使才能使R R型细菌发生转化。型细菌发生转化。8【变式备选变式备选】某研究人员模拟肺炎双球菌转某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下化实验，进行了以下4个实验：个实验：R型细菌的型细菌的DNA+DNA酶酶加入加入S型细菌型细菌注射入小鼠注射入小鼠S型细菌的型细菌的DNA+DNA酶酶加入加入R型细菌型细菌注射入小鼠注射入小鼠R型细菌型细菌+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型细菌的型细菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型细菌型细菌+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R型细菌的型
16、细菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4个实验中小鼠的情况依次是个实验中小鼠的情况依次是()A.存活、存活、存活、死亡存活、存活、存活、死亡B.死亡、存活、存活、存活死亡、存活、存活、存活C.死亡、死亡、存活、存活死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、死亡存活、死亡、存活、死亡【解析解析】选选B B。R R型细菌的型细菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加加入入S S型细菌，相当于加入了型细菌，相当于加入了S S型活细菌，小鼠型活细菌，小鼠死亡；死亡；S S型细菌的型细菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加入加入R R型细型细菌菌注射入小鼠，注射入小鼠，S S型细菌的型细菌的DNADN
17、A被分解，不被分解，不发生转化，相当于加入了发生转化，相当于加入了R R型活细菌，小鼠型活细菌，小鼠存活；存活；R R型细菌型细菌+DNA+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S S型细菌的型细菌的DNADNA及及S S型细菌型细菌+DNA+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R R型细菌的型细菌的DNADNA，这两，这两组细菌都被加热杀死，加入的只有组细菌都被加热杀死，加入的只有DNADNA没有没有活细菌，小鼠存活。活细菌，小鼠存活。肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验1.体内和体外转化实验的体内和体外转化实验的比较比较体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验
18、者实验者培养细菌培养细菌实验原则实验原则实验结果实验结果格里菲思格里菲思艾弗里及其同事艾弗里及其同事在小鼠体内在小鼠体内体外培养基体外培养基R型细菌与型细菌与S型细菌型细菌的毒性对照的毒性对照S型细菌各成分的作用型细菌各成分的作用进行对照进行对照加热杀死的加热杀死的S型细菌能型细菌能使使R型细菌转化为型细菌转化为S型型细菌细菌S型细菌的型细菌的DNA 能使能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细型细菌菌体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验结论实验结论巧妙构思巧妙构思联系联系(1)所用材料相同所用材料相同;(2)体内转化实验是体外转化实验的基础体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转
19、化实验是体内转化实验的延伸体外转化实验是体内转化实验的延伸;(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则两实验都遵循对照原则、单一变量原则S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”S型细菌的型细菌的DNA 是遗传物质是遗传物质用加热杀死的用加热杀死的S型型细菌注射到小鼠细菌注射到小鼠体内作为对照实体内作为对照实验来说明确实发验来说明确实发生了转化生了转化将物质提纯分离将物质提纯分离后后,直接地、单独直接地、单独地观察某种物质地观察某种物质在实验中所起的在实验中所起的作用作用2.肺炎双球菌转化实验中的相互对照肺炎双球菌转化实验中的相互对照相互对照时每组均既是实验组又是对照组，相互对照时每组均既是
20、实验组又是对照组，每个实验组除要探究的因素各不相同外，其每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他条件均相同，最终结论必须由几组实验结他条件均相同，最终结论必须由几组实验结果对比得出。果对比得出。一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)受技术限制受技术限制DNA无法无法100%提纯，总含少量提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。实验结论实验结论:可以证明可以证明1DNA是遗传物质是遗传物质2DNA能产生可遗传的变异能产生可遗
21、传的变异3蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质【高考警示钟高考警示钟】肺炎双球菌转化的实质和影响因素肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1)(1)在加热杀死的在加热杀死的S S型细菌中，其蛋白质变性型细菌中，其蛋白质变性失活，失活，但不要认为但不要认为DNADNA也变性失活，也变性失活，DNADNA在加在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。慢冷却时，其结构可恢复。(2)(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是转化的实质并不是基因发生突变，而是S S型细菌的型细菌的DNADNA片段整合到了片段整合到了R R型细菌的型细菌的DNADNA
22、中，中，即即实现了基因重组。实现了基因重组。(3)(3)在转化过程中并不是所有的在转化过程中并不是所有的R R型细菌均转型细菌均转化成化成S S型细菌，型细菌，而是只有少部分而是只有少部分R R型细菌转化型细菌转化为为S S型细菌。原因是转化受型细菌。原因是转化受DNADNA的纯度、两种的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (2)噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验用放射性同位素用放射性同位素3535S S标记外壳蛋白质标记外壳蛋白质细菌内无放射性细菌内无放射性用放射性同位素
23、用放射性同位素3232P P标记内部标记内部DNADNA细菌内有放射性细菌内有放射性3.上清液和沉淀物放射性分析上清液和沉淀物放射性分析(1)用用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因的原因保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，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，也会使上清液中出现放射性。经离心后
24、分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(2)用用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。菌表面，随细菌离心到沉淀物中。1 1、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：上清液和沉淀物中的成分分别是上清液和沉淀物中的成分分别是 和和 ，原因是：，原因是：。进入细菌体内的是噬菌体的进入细菌体内的是噬菌体的 ,依据是：依据是：。该实验能否证明该实验能否证明DNADNA是遗传物质？
25、能否证明蛋白质不是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？是物质？噬菌体外壳噬菌体外壳细菌细菌两者密度不同两者密度不同DNA放射性放射性3232P P只存在于沉淀物中只存在于沉淀物中只能证明只能证明DNADNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。练习：练习：2、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：T T2 2噬菌体复制所需原料来自噬菌体复制所需原料来自 ，子代，子代T T2 2噬菌体蛋白质外壳合成场所是噬菌体蛋白质外壳合成场所是 。返返回回练习：练习：4(201
26、1江苏高考江苏高考)关于关于“噬菌体侵染细菌的噬菌体侵染细菌的实验实验”的叙述，正确的是的叙述，正确的是()A.分别用含有放射性同位素分别用含有放射性同位素35S和放射性同和放射性同位素位素32P的培养基培养噬菌体的培养基培养噬菌体B.分别用分别用35S和和32P标记的噬菌体侵染未被标标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C.用用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明标记的噬菌体侵染实验分别说明DN
27、A是遗传物质、蛋白质不是遗传物质是遗传物质、蛋白质不是遗传物质【解题指南解题指南】1.1.考查实质：噬菌体侵染细菌实验的放射性考查实质：噬菌体侵染细菌实验的放射性检测分析。检测分析。2.2.解题关键：解题关键：(1)(1)明确正常情况下所标记的明确正常情况下所标记的放射性元素存在的具体位置，即放射性元素存在的具体位置，即3535S S存在于存在于上清液中，上清液中，3232P P存在于沉淀物中，并确定误存在于沉淀物中，并确定误差出现的原因；差出现的原因；(2)(2)明确在实验过程中噬菌体的蛋白质并未明确在实验过程中噬菌体的蛋白质并未进入细菌内发挥作用，因此，不能确定蛋白进入细菌内发挥作用，因此
28、，不能确定蛋白质是不是遗传物质。质是不是遗传物质。【解析解析】选选C C。噬菌体是寄生生物，一般的。噬菌体是寄生生物，一般的培养基无法培养噬菌体；在用培养基无法培养噬菌体；在用3535S S和和3232P P标记标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌时，的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌时，保温培养的时间不能过长，否则子代噬菌保温培养的时间不能过长，否则子代噬菌体会从大肠杆菌中释放，从而影响实验结体会从大肠杆菌中释放，从而影响实验结果；用果；用3535S S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分，使物中有少量放射性是因为搅拌不充分，使含含353
29、5S S的蛋白质外壳残留在细菌上；噬菌体的蛋白质外壳残留在细菌上；噬菌体侵染细菌的实验只能说明侵染细菌的实验只能说明DNADNA是遗传物质，是遗传物质，不能证明蛋白质是不是遗传物质。不能证明蛋白质是不是遗传物质。5如果用如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成侵染细菌，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分中，能够找到的放射性元素为()A.可在可在DNA中找到中找到15N和和32PB.可在外壳中找到可在外壳中找到15N和和35SC.可在可在DNA中找到中找到15N和和32P、35SD.可在外壳中找到可在外壳中找到15
30、N【解析解析】选选A。噬菌体是由。噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，和蛋白质组成的，DNA中中含有磷酸基团和含氮碱基，能够标记上含有磷酸基团和含氮碱基，能够标记上15N和和32P。而蛋白。而蛋白质能够标记上质能够标记上15N和和35S。在噬菌体侵染细菌的过程中，蛋。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，只有白质外壳留在外面，没有进入细菌内，只有DNA进入细菌进入细菌内，并以细菌的化学成分为原料内，并以细菌的化学成分为原料(氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸)来合成来合成子代噬菌体的蛋白质外壳和子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA。合成子代噬菌体所需的。合成子代噬菌体所需的原料中无放射
31、性元素，所以在子代噬菌体的原料中无放射性元素，所以在子代噬菌体的DNA中只含有中只含有放射性元素放射性元素15N和和32P。6 6下面是关于下面是关于3535S S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是其中正确的是 ()A A与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的性状的特性而设计的 B B所使用的噬菌体，必须是接种在含所使用的噬菌体，必须是接种在含3535S S的大肠杆菌的大肠杆菌的培养基中再释放出来的的培养基中再释放出来的 C C采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和采用搅拌和离
32、心等手段，是为了把蛋白质和DNADNA分分开再分别检测其放射性开再分别检测其放射性 D D新形成的噬菌体中没有检测到新形成的噬菌体中没有检测到3535S S，说明，说明DNADNA是遗传是遗传物质而蛋白质不是物质而蛋白质不是B【高考警示钟高考警示钟】1.1.噬菌体侵染细菌实验中的标记误区噬菌体侵染细菌实验中的标记误区(1)(1)该实验不能标记该实验不能标记C C、H H、O O、N N这些这些DNADNA和蛋白质共有的元和蛋白质共有的元素，否则无法将素，否则无法将DNADNA和蛋白质区分开。和蛋白质区分开。(2)2)3535S(S(标记蛋白质标记蛋白质)和和3232P(P(标记标记DNA)DN
33、A)不能同时标记在同一不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。确定是何种元素的放射性。2.2.噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同菌转化实验的方法不同(1)(1)前者采用放射性同位素标记法，即分别前者采用放射性同位素标记法，即分别标记标记DNADNA和蛋白质的特征元素和蛋白质的特征元素(3232P P和和3535S)S)；(2)(2)后者则采用直接分离法，即分离后者则采用直接分离法，即分离S S型细菌型细菌的的DNADNA、多糖、蛋白质等
34、，分别与、多糖、蛋白质等，分别与R R型细菌混型细菌混合培养。合培养。二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA1.RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)(TMV)对烟草对烟草的感染与重建的感染与重建 烟草花叶病毒烟草花叶病毒(简称简称TMV)TMV)，其基本成分是蛋白质和，其基本成分是蛋白质和RNARNA，体内无，体内无DNADNA。为查明其遗传物质，。为查明其遗传物质，19571957年格勒和施年格勒和施拉姆进行了如下实验：拉姆进行了如下实验：(1)(1)实验一实验一二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA是遗传物
35、质的证据是遗传物质的证据结论：烟草花叶病毒的遗传物质是结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据(2)(2)实验二实验二RNA2 2DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质普遍性规律普遍性规律(1)(1)一切生物的遗传物质是核酸一切生物的遗传物质是核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)。(2)(2)凡细胞生物凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物不论是真核生物还是原核生物)，其遗，其遗传物质都是传物质都是DNADNA，其细胞中的，其细胞中的RNARNA只是遗传信息表达的媒只是遗传信息表达的媒介。介。(3
36、)DNA(3)DNA病毒病毒(如噬菌体如噬菌体)的遗传物质是的遗传物质是DNADNA；只有极少数；只有极少数RNARNA病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNARNA。结论：绝大多数生物的遗传物质是结论：绝大多数生物的遗传物质是DNADNA，即，即DNADNA是主是主要的遗传物质。要的遗传物质。二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质返返回回1.1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验(1)(1)加热杀死的加热杀死的S S型细菌能使型细菌能使R R型活细菌发生转化的原型活细菌发生转化的原因：加热到一定温度，蛋白质的分子结构因：加热到一定温度，蛋白质的分子结构(空间结空间结构构)会
37、被破坏而变性，从而丧失生物活性。因此，会被破坏而变性，从而丧失生物活性。因此，加加热引起蛋白质变性是导致热引起蛋白质变性是导致S S型细菌死亡的原因型细菌死亡的原因。疑难点拨疑难点拨S S型细菌体内的型细菌体内的DNADNA热稳定性较高热稳定性较高，把，把DNADNA溶液加热至溶液加热至沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，分离的单链又可部分地得以重聚，恢复其双螺冷却，分离的单链又可部分地得以重聚，恢复其双螺旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致DNADNA变性。变性。当与当与R R型
38、细菌混合培养时，型细菌混合培养时，S S型细菌型细菌DNADNA进入进入R R型细菌型细菌体内，这叫体内，这叫DNADNA的转化的转化。2 2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验(1)(1)用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌体，体，只有用相关元素标记其宿主，再让噬菌体侵染宿主，只有用相关元素标记其宿主，再让噬菌体侵染宿主，才能使其增殖，子代被标记。才能使其增殖，子代被标记。(2)(2)噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：吸附吸附注注入入合成合成装配装配释放。释放。(3)(3)从组成化合物的元素可知，从组成
39、化合物的元素可知，S S只存在于某些蛋白质中，只存在于某些蛋白质中，P P主要分布于主要分布于DNA(DNA(核酸核酸)中，故可用其同位素标记两种成中，故可用其同位素标记两种成分。分。(4)(4)虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不同同(前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪法法)，但，但思路基本一致且都遵循了对照原则思路基本一致且都遵循了对照原则。(5)(5)两个实验的结论都是两个实验的结论都是DNADNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。是遗传物质。2噬菌体侵染细菌的
40、实验噬菌体侵染细菌的实验实验过程中排除干扰因素的常用方法实验过程中排除干扰因素的常用方法将各种物质分开来分别实验。将各种物质分开来分别实验。用同位素进行示踪用同位素进行示踪(如在噬菌体侵染细菌的实验如在噬菌体侵染细菌的实验中用中用3232P P和和3535S S分别标记分别标记DNADNA和蛋白质和蛋白质)。利用酶的专一性除去某些干扰物质利用酶的专一性除去某些干扰物质(如在肺炎双如在肺炎双球菌的转化实验中选用球菌的转化实验中选用DNADNA酶降解酶降解DNADNA作对照实验作对照实验)。(1)(1)放射性同位素示踪法的应用放射性同位素示踪法的应用 噬菌体侵染细菌的实验，分别用噬菌体侵染细菌的实
41、验，分别用3232P P标记标记DNADNA，用，用3535S S标记蛋白质，观察标记蛋白质，观察DNADNA和蛋白质到底是谁进入细菌细胞和蛋白质到底是谁进入细菌细胞体内发挥作用。体内发挥作用。标记光合作用和呼吸作用过程中各种原子的转移标记光合作用和呼吸作用过程中各种原子的转移，如分别标记水中的如分别标记水中的O O和二氧化碳中的和二氧化碳中的O O，用来探究光合作用，用来探究光合作用释放的氧气的来源；标记二氧化碳中的释放的氧气的来源；标记二氧化碳中的C C，用来探究，用来探究C C在植在植物体内是如何合成有机物的；标记氧气中的物体内是如何合成有机物的；标记氧气中的O O，用来探究，用来探究呼
42、吸作用产物水和二氧化碳中呼吸作用产物水和二氧化碳中O O的来源。的来源。标记矿质元素，可以用来探究矿质元素的运输标记矿质元素，可以用来探究矿质元素的运输途径和利用过程。途径和利用过程。分别用分别用H H标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，可以用来探标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，可以用来探究究DNADNA和和RNARNA的复制、的复制、RNARNA的逆转录、基因的表达的逆转录、基因的表达(转录转录和翻译和翻译)等。等。(2)(2)同位素的选择标准同位素的选择标准 特征性元素特征性元素如噬菌体侵染细菌的实验。如噬菌体侵染细菌的实验。所要研究的元素所要研究的元素如光合作用中如光合作用中C C、O O的标记的标记等。等。(
43、1)放射性同位素示踪法的应用放射性同位素示踪法的应用返返回回本讲实验本讲实验探究性实验与验证性实验探究性实验与验证性实验 (1)(1)探究性实验探究性实验 指实验者在指实验者在不知晓实验结果的前提下不知晓实验结果的前提下，通过自己，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。的一种认知活动。(2)(2)验证性实验验证性实验 指实验者指实验者针对已知的实验结果而进行的针对已知的实验结果而进行的以验证实以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的为目的的重
44、复性实验重复性实验(3)(3)二者的比较二者的比较探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验实验目的目的探索研究对象的未知属性、探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已验证研究对象的已知属性、特征以及知属性、特征以及与其他因素的关系与其他因素的关系实验实验假设假设假设一般采用假设一般采用“”的形式表达，是根据现有的的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释可能性的答案、解释因结论是已知的，因结论是已知的，因此不存在假设问因此不存在假设问题题实验实验原
45、理原理因探究内容而异因探究内容而异因验证内容而异因验证内容而异如果如果A，则，则B探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验过程实验过程应有的实验步骤实应有的实验步骤实际上并未完成，因际上并未完成，因探究内容而异探究内容而异应有的实验步骤，可应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容做过的，因验证内容而异而异实验现象实验现象未知，可以不描述未知，可以不描述已知，应准确描述已知，应准确描述(3)(3)二者的比较二者的比较探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验实验结果结果预测预测对应假设，分类讨论。一般需讨对应假设，分类讨论。一般需讨论论“如果出现结果如果出现
46、结果会怎样，如会怎样，如果出现结果果出现结果或或又会怎样又会怎样”。但有时也会出现但有时也会出现“预测最可能的预测最可能的结果结果”的问题，此种情况应根据的问题，此种情况应根据已有知识推测最合理的结果已有知识推测最合理的结果结果已知，结果已知，不用预测不用预测实验实验结论结论不同的实验结果有相应的不同结不同的实验结果有相应的不同结论论对应实验对应实验目的做出目的做出肯定结论肯定结论返返回回1基因治疗是基因工程在医学上的应用之一，基因治疗是基因工程在医学上的应用之一，即把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，即把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。达到治疗疾病的目的。格里菲思实验：加热杀死的格里菲思实验：加热杀死的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌+R型菌落型菌落R型菌落型菌落+S型菌落。型菌落。从变异的角度分析，从变异的角度分析，变异的来源分别为变异的来源分别为 （）A基因突变，基因突变，基因重组基因重组 B基因重组，基因重组，染色体变异染色体变异C基因重组，基因重组，基因突变基因突变 D基因重组，基因重组，基因重组基因重组D练习练习
