遗传的物质基础
一 DNA是主要的遗传物质
教学目的
DNA是主要的遗传物质(C:理解)。
重点和难点
1.教学重点
(1)肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2.教学难点
肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
教学过程
【板书】
DNA是主要 肺炎双球菌的转化实验
的遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验
【注解】
一、DNA是遗传物质(绝大多数生物)
(一)研究思路
1.染色体在在遗传中具有重要作用
2.染色体主要是由蛋白质和DNA组成
3.设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用
(二)实验证据(直接证据)
(间接证据:生殖过程中,亲子代间染色体保持一定的稳定性和连续性;染色体组分中,DNA含量稳定,性质稳定,染色体为其主要载体)
1.肺炎双球菌转化实验
(1)原理:S型菌可使小鼠患败血病死亡
(2)格里菲思转化实验(体内转化)
R型菌注射小鼠→小鼠不死亡
S型菌注射小鼠→小鼠死亡
①过程 加热杀死的S型菌注射小鼠→小鼠不死亡
(S型死菌+R型活菌)注射小鼠→小鼠死亡
②结论:S型死菌中含有一种“转化因子”,能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死
注
射小鼠(3)艾弗里转化实验(体外转化)
→DNA+R型菌 →目 →小鼠死亡
①过程: S型菌 →蛋白质+R型菌→ →小鼠不死亡
→多糖+R型菌 → →小鼠不死亡
②结论:S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质
(4)结论:由上述实验可知:DNA是遗传物质
2.噬菌体侵染细菌实验
(1)原理:T2噬菌体(仅由DNA和蛋白质两种成分)侵染细菌后,在自身遗传物质的控制下,利用细菌体内的物质合成T2噬菌体自身的组成成分,从而进行大量繁殖(这种繁殖方式特称为复制)
用35S和32P分别标记不同的噬菌体(硫只出现在蛋白质中,磷99%在DNA中)
(2)过程 用被标记的噬菌体分别侵染细菌
在噬菌体大量增殖时,对被标记物质进行测试
(3)结果:噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,进入细菌内部的是噬菌体的DNA
(4)结论:DNA是遗传物质
【例析】
.病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲,病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙。若将RNA甲和蛋白质乙组成一种病毒丙,再以病毒丙去感染宿主细胞,则细胞中的病毒具有(B)
A.RNA甲和蛋白质乙 B.RNA甲和蛋白质甲
C.RNA乙和蛋白质甲 D.RNA乙和蛋白质乙
二、RNA是遗传物质(少数病毒):烟草花叶病毒感染烟草
正常烟 草
RNA → →感染病毒
1.过程:烟草花叶病毒→
蛋白质→ →未感染病毒
2.结论:在RNA病毒中,RNA是遗传物质
【例析】
1.例举以DNA作为遗传物质的生物:细胞生物(原、真核生物)、DNA病毒。(一般只要是有DNA,就以它为遗传物质)
2.例举以RNA作为遗传物质的生物:烟草花叶病毒、流感病毒、艾滋病病毒(一般在只有RNA时,才以它为遗传物质)
总结:DNA是主要的遗传物质
【同类题库】
DNA是主要的遗传物质(C:理解)
染色体
.玉米叶肉细胞中DNA的载体是(D)
A.线粒体、中心体、染色体 B.叶绿体、核糖体、染色体
C.染色体、中心体、核糖体 D.染色体、叶绿体、线粒体
.(多选)蚕豆遗传物质的载体是(ABC)
A.染色体 B.叶绿体 C.线粒体 D.核糖体
.(多选)水稻根细胞内遗传物质的载体是(AC)
A.染色体 B.叶绿体 C.线粒体 D.核糖体
实验证据
.科学家们通过实验,研究控制生物遗传的物质基础。下面有关分析正确的是(C)
A.将R型活菌注射到小鼠体内,小鼠正常;将s型活菌注射到小鼠体内,小鼠死亡。实验结论:S型细菌的荚膜有毒。
B.将杀死后的S型菌与活的的R型菌混合后,注射到小鼠体,小鼠死亡。实验结论:R型细菌有毒
C.从S型活菌提取出蛋白质、多糖和DNA,分别与R型活菌混合培养。从实验结果可以得
出:DNA是遗传物质。
D.用15N和32p这两种同位素标记烟草花叶病毒,然后侵染烟草叶片。通过示踪观察可以得出:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,而蛋白质不是
.假设某大肠杆菌含 14N 的 DNA 的相对分子质量为 a,若将其长期培养在含15N 的培养基中便得到含15N的DNA,相对分子质量为b,现将含15N的DNA大肠杆菌再培养到14N的培养基中,子二代 DNA 的相对分子质量平均为(C)
A.(a+b)/2 B.(a+ b)/4 C.(3a+b)/ 4 D.(a+3b)/4
.用放射性32P标记实验前的噬菌体的DNA,然后让它去感染含31P的细菌。实验后,含32P的是(B)
A.全部子代噬菌体的DNA B.部分子代噬菌体的DNA
C.全部子代噬菌体的蛋白质外壳 D.部分子代噬菌体的蛋白质外壳
.用含31P的噬菌体去感染含32P的细菌。在细菌解体后,含32P的是(C)
A.所有子代噬菌体的DNA和蛋白质 B.所有子代噬菌体的蛋白质外壳
C.所有子代噬菌体的 DNA D.部分子代噬菌体的DNA
.用噬菌体去侵染内含有大量3H的细菌,待细菌解体后,3H应(B)
A.随细菌的解体而消失 B.发现于噬菌体的外壳及DNA中
C.仅发现于噬菌体的DNA中 D.仅发现于噬菌体的外壳中
.用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆菌,则新生的噬菌体内可含有(A)
A.32P B.35S C.32P 和35S D.二者都有
.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能够找到的放射性元素为(B)
A.可在外壳中找到3 H、15N、和35S B.可在DNA中找到3H、15N、32P
C.可在外壳中找到15N和35S D.可在DNA中找到15N、32P、35S
.噬菌体侵染细菌的实验,可以证明(B)
A.RNA 是遗传物质 B.DNA是遗传物质
C.蛋白质是遗传物质 D.DNA是主要的遗传物质
.噬菌体侵染细菌的实验,证明了DNA是遗传物质。这个实验还具体证明了(A)
①DNA能自我复制 ②DNA能产生可遗传的变异 ③DNA能控制蛋白质的合成 ④DNA分子结构的相对稳定性
A.①③ B.②③ C.①② D.③④
.(多选)1944年,美国科学家艾费里和他的同事,从S型活细菌中提取了DNA.蛋白质和多糖等物质,然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中,结果发现加入DNA的培养基中,R型细菌转化成了S型细菌,而加入的蛋白质、多糖等物质的培养基中,R型细菌不能发生这种转化。这一现象说明(ABCD)
A.在转化过程中,S型细菌DNA进入到了R型细菌中 B.DNA是转化因子
C.蛋白质和多糖在实验中正好起了对照作用 D.DNA是遗传物质
.1944年,美国科学家艾费里等深入地研究了肺炎双球菌从R型转化为S型的机理,其中能证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是(D)
A.将无毒的R型活细菌与有毒的S型活细菌混合培养,发现无毒R型全部转化为有毒S型
B.从有毒的S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质,加入培养R型活细菌的培养基中,发现有R型细菌转化成为S型细菌
C.从加热杀死的S型细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质,分别加入培养R型活细菌的培养基中,发现有R型细菌转化成为S型细菌
D.从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质,分别加入培养R型活细菌的培养基中,发现有R型细菌转化成为S型细菌
.用DNA水解酶处理过的S型细菌就不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述,不正确的是(A)
A.这个实验是为了证实DNA的分解产物是不是遗传物质
B.这个实验为了从反面证明DNA是遗传物质
C.这个实验证实DNA的分解产物不是转化因子
D.这个实验是艾非里关于遗传物质研究的重要工作之一
.英国科学家格里菲思将无毒性R型菌与加热杀死的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。请问在小鼠体内可找到下列哪些类型 的细菌(C)
A.有毒R型 B.无毒R型 C.有毒S型 D.无毒S型
.病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲,病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙。若将RNA甲和蛋白质乙组成一种病毒丙,再以病毒丙去感染宿主细胞,则细胞中的病毒具有(B)
A.RNA甲和蛋白质乙 B.RNA甲和蛋白质甲
C.RNA乙和蛋白质甲 D.RNA乙和蛋白质乙
.甲、乙两种不同的病毒,经病毒重建形成“杂种病毒”丙,用丙病毒侵染植物细胞,在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为(D)
.在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中,在实验设计思路中最关键的是(D)
A.要用同位素标记DNA和蛋白质 B.要得到噬菌体和肺炎双球菌
C.要分离DNA 和蛋白质 D.要区分DNA和蛋白质,单独观察它们的作用
.在噬菌体侵染细菌的实验中,新噬菌体的蛋白质外壳是(D)
A.在细菌DNA指导下,用细菌的物质合成的
B.在噬菌体DNA指导下,用噬菌体的物质合成
C.在细菌DNA指导下,用噬菌体的物质合成
D.在噬菌体DNA指导下,用细菌的物质合成的
.某科学家在作噬菌体侵染细菌实验时,分别用同位素32P和35S作了标记(如下表所示)
噬菌体
细菌
核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
实验结果子代噬菌体与亲代噬菌体的外形及特性相同。请分析
(1)子代噬菌体的DNA中含有上述元素是 。
(2)子代噬菌体的蛋白质中含有上述元素是 。
(3)此实验证明了 。
[(1)32P、31P(2)35S(3)噬菌体的遗传物质是DNA,噬菌体复制的原料来自细菌]
.有人将大肠杆菌的核糖体用15N标记,并使该菌被噬菌体侵染,然后把该大肠杆菌移入含有32P和35S的培养基培养。
(1)由实验得知,一旦噬菌体侵染细菌,细菌体内迅速合成一种RNA。这种RNA含32P而且其碱基能反映出噬菌体DNA的碱基比,而不是大肠杆菌DNA的碱基比,这个实验表明32P标记的RNA来自 。
(2)一部分32P标记的RNA和稍后合成的带35S标记的蛋白质,均与15N标记的核糖体边在一起,这种连接关系表明 。
(3)35S标记的蛋白质来自 ,可用于 。
(4)整个实验证明:噬菌体的遗传物质是 ,可用于 。
[(1)以噬菌体DNA为模板的转录过程(2)噬菌体利用大肠杆菌的核糖体合成噬菌体蛋白质(3)以32P标记的RNA 为模板的翻译过程(4)DNA;控制蛋白质的合成]
.已知有荚膜的肺炎双球菌能引起动物动物致死性肺炎,无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。请仔细阅读下列实验过程和结果:
(1)注射有荚膜菌→使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌
(2)注射杀死的有荚膜菌→对动物无害→动物体内不出现有荚膜菌
(3)注射无荚膜菌→对动物无害→动物体内出现无荚膜菌
(4)注射无荚膜菌
+ →使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌→后代有荚膜菌使动物死亡
杀死的有荚膜菌
(5)注射无荚膜菌
+ →使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌→后代有荚膜菌使动物死亡
杀死的有荚膜菌中
提取的DNA
(6)注射无荚膜菌
+ →对动物无害→动物体内出现无荚膜菌
杀死的有荚膜菌中
提取的蛋白质
根据上图结果,你能得到哪些结论?
[①注射无荚膜菌加杀死的有荚膜菌,可使无荚膜菌转化为有荚膜菌;②DNA可使无荚膜菌转化为有荚膜菌;③DNA是遗传物质;④蛋白质不是遗传物质。]
.下面为格里菲斯用肺炎双球菌在小鼠身上进行的转化实验:①将无毒性的R型活细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡;将有毒性的S型活细菌注入小鼠体内,小鼠死亡;②将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡;③将无毒性的R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合注入小鼠体内,小鼠死亡,并在小鼠体内发现活的S型细菌,分析回答:
(1)实验②说明 对小鼠无毒害作用;实验③说明在小鼠体内,
在加热杀死的S型细菌的作用下可以转化为 。
(2)在加热杀死的S型细菌中,必然含有促成这一转化的 。
(3)这一实验并不能证明DNA是遗传物质,若想证明DNA是遗传物质这一结论,应怎样设计实验?
设计的原理是什么? 。
实现这一步骤需要的技术手段有: 。
(4)另有实验发现注入S型细菌的RNA并不能使R型菌转化为S型菌,这是因为:
。
[(1)注射杀死的S型细菌;R型细菌;S型有毒菌。(2)转化因子。(3)①注射R型活菌和活的S型菌的DNA提取物,小鼠死亡,并在小鼠体内发现活的S型细菌。②注射R型活菌和活的S型菌的蛋白质提取物,小鼠不死亡,并在小鼠体内未发现活的S型细菌。实验设计的原理:设法把DNA和蛋白质分开,以便单独地、直接地去观察DNA的作用。DNA、蛋白质等的提取、分离技术;细菌培养技术(4)R型菌无逆转录酶]
.科学家为了搞清究竟那一种物质是遗传物质,做了很多实验。
(1)在把R型细菌转化成S型细菌的实验中,需要在R型活细菌中加入从s型活细菌中提取的DNA,可以使R型细菌的细胞壁外生出一种叫做 的特殊构造。这种构造的化学成分是 。
(2)科学家最初在做T2噬菌体侵染的实验中,怎样设法证明它的蛋白质外壳没有进入宿主细胞内? ,
, 。
[(1)荚膜 多糖类 (2)用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳, 让其侵染细菌, 测试发现细菌内无 放射性]
DNA是主在遗传物质的证据
1.关于病毒遗传物质的叙述,下列哪一项正确的(D)
A.都是DNA B.都是RNA
C.同时存在DNA和RNA D.有的是DNA,有的是RNA
2.下列关于DNA的叙述中,正确的是(A)
A.人的卵原细胞含有人体的全部遗传信息 B.一个DNA分子控制一种性状
C.同种生物个体之间DNA完全相同 D.病毒的遗传物质是DNA
3.控制烟草花叶病毒的物质初步水解的产物是(D)
A.脱氧核糖、磷酸、含氮碱基 B.脱氧核苷酸
C.核糖、磷酸、含氮碱基 D.核糖核苷酸
4.DNA是主要的遗传物质是指(B)
A.遗传物质的主要载体是染色体 B.大多数生物的遗传物质是DNA
C.细胞里的DNA大部分在染色体上 D.染色体在遗传上起主要作用
5.小麦的遗传物质由几种核苷酸组成(B)
A.2种 B.4种 C.5种 D.8种
6.下列对DNA分子的正确叙述是(D)
①在人的白细胞中,DNA上含有人的全部遗传信息 ②同种个体之间的DNA是完全相同的
③DNA是一切生物的遗传物质 ④一个DNA分子可以控制许多性状
⑤转录时是以DNA分子的一条链为模板
A.②③④ B.③④⑤ C.①③⑤ D.①④⑤
7.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶,使之出现感染斑的RNA病毒,都可因苯酚的处理而发生RNA和蛋白质的分离,由于亲缘关系很近,两者能重组。分别用它们的RNA和蛋白质形成杂种病毒去感染烟叶(如图⑤与⑥)。
烟叶被不同病毒成分感染图解:
①TMV的蛋白质感染 ②TMV的RNA感染
③HRV的蛋白质感染 ④HRV的RNA感染
⑤HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交后感染 ⑥TMV的蛋白质HRV的RNA杂交后感染
请据图回答下列问题:
(1)①与②,③与④的结果不同,说明 。
(2)②与④的结果不同,说明 。
(3)图中⑤被杂交病毒感染后,在繁殖子代病毒过程中合成蛋白质的模板来自 ,合成蛋白质的原料氨基酸由 提供。
(4)图中⑥被杂交病毒感染后,繁殖出的子代病毒将具有来自 的RNA和 的蛋白质。
[(1)在无DNA的情况下,RNA是遗传物质,能控制性状遗传,而蛋白质不是遗传物质(2)不同的RNA控制不同的性状(3)TMV的RNA;烟叶细胞(4)HRV;由HRV的RNA控制合成]
8.某科学家做“杂种”病毒侵染实验。车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都是以RNA为遗传物质的病毒,由于所含RNA不同,因而侵染后导致的植物症状不同(如图a、b所示)将病毒的RNA和蛋白质分离,使其单独感染植物;或使不同病毒的RNA与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒,然后使其感染植物(感染图示如C所示)。
(1)图a、图b表现症状不同,其根本原因是 。
(2)画出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状。
(3)从以上感染实验可知,起感染作用的是 。
(4)画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
(5)以上实验证明 。
(6)该实验的设计思路是 。
[(1)TMV与HRV具有不同的RNA(2)无症状;同b;同b(3)病毒的RNA(4)同b中病毒(5)TMV与HRV的的遗传物质是RNA(6)将病毒的RNA和蛋白质分开,单独研究它们各自的遗传功能]
【学科内综合】
1.噬菌体外壳的合成场所是(A)
A.细菌的核糖体 B.噬菌体的核糖体 C.噬菌体的基质 D.细菌的核区
2.某生物的遗传物质中嘌呤占58%,嘧啶占42%,此生物可能是(C)
A.噬菌体 B.小麦 C.烟草花叶病毒 D.任何生物
3.生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果,控制细胞核和细胞质遗传的物质是(A)
A.DNA B.RNA C.DNA或RNA D.DNA和RNA
4.一只大熊猫的不同组织细胞中,所含的DNA和RNA是(B)
A.DNA 相同,RNA也相同 B.DNA 相同,RNA不相同
C.DNA 不相同,RNA相同 D.DNA 不相同,RNA也不相同