生物中圖版學(xué)案：第三單元第一章第一節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)1．總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程.2．分析證明DNA是主要遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。3．探討實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。一、遺傳物質(zhì)在染色體上生物的體細(xì)胞中染色體成對(duì)存在，每對(duì)染色體中的一個(gè)來自父方一條來自母方.細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí),同源染色體相互分開,獨(dú)立進(jìn)入配子，而非同源染色體進(jìn)入配子時(shí)自由組合.染色體的這種行為與孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)中遺傳因子的行為具有完全平行關(guān)系,結(jié)合其他科學(xué)家的研究，我們認(rèn)識(shí)到，染色體就是遺傳物質(zhì)的載體。二、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1．肺炎雙球菌的類型（1)R型細(xì)菌:菌落粗糙，菌體無多糖類的莢膜,是沒有毒性的球形菌。（2）S型細(xì)菌：菌落光滑，菌體有多糖類的莢膜，是有毒性的球形菌。2．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1）將無毒性的R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡.（2)將有毒性的S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥而死亡。(3）將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠不死亡。（4）將無毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。3．肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)從S型活細(xì)菌中提取蛋白質(zhì)、DNA和其他物質(zhì)等，分別加入到所培養(yǎng)的R型細(xì)菌中，發(fā)現(xiàn)只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。對(duì)DNA用DNA酶處理,R型細(xì)菌不能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌.4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)T2噬菌體是一種病毒,主要由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的DNA構(gòu)成?？茖W(xué)家用35S標(biāo)記噬菌體外殼蛋白,用32P標(biāo)記噬菌體DNA.然后,分別用標(biāo)記后的噬菌體侵染細(xì)菌。培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)用32P標(biāo)記的噬菌體產(chǎn)生的新噬菌體中有放射性，而用35S標(biāo)記的噬菌體的子代噬菌體未發(fā)現(xiàn)放射性。5．實(shí)驗(yàn)分析格里菲思通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明加熱殺死的S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，艾弗里通過肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA.肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)也證明了DNA是遺傳物質(zhì)。思考：肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)揭開了遺傳物質(zhì)的神秘面紗，生物的遺傳物質(zhì)是什么？實(shí)驗(yàn)成功的原因是什么？提示：揭示了遺傳物質(zhì)是DNA。實(shí)驗(yàn)成功的原因是設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)程序科學(xué)嚴(yán)格，遵循了單一變量原則和對(duì)照原則?？茖W(xué)家在實(shí)驗(yàn)過程中把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地去觀察它們的作用。三、證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)1．煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和RNA，無DNA。2．結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,不是蛋白質(zhì)。四、生物的遺傳物質(zhì)1．在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，不論是真核生物還是原核生物，都有DNA和RNA兩種核酸，但遺傳物質(zhì)是DNA。2．在非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體（病毒）內(nèi)，只有一種核酸，即DNA或RNA。只含DNA的病毒，遺傳物質(zhì)是DNA，如噬菌體。極少數(shù)只含RNA的病毒，遺傳物質(zhì)是RNA，如煙草花葉病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、肝炎病毒等。3．絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以針對(duì)整個(gè)生物界來說,DNA是主要的遺傳物質(zhì).1．分析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn).研究人英國科學(xué)家格里菲思過程和結(jié)果a．R型活細(xì)菌eq\o(→,\s\up7(注射）)小鼠活；b．S型活細(xì)菌eq\o(→,\s\up7（注射)）小鼠死；c．加熱殺死的S型活細(xì)菌eq\o（→，\s\up7（注射))小鼠活；d．R型活細(xì)菌＋加熱殺死的S型活細(xì)菌eq\o（→，\s\up7（注射))小鼠死eq\o（→，\s\up7（分離）)S型活細(xì)菌分析a組結(jié)果說明R型細(xì)菌無毒性；b組結(jié)果說明S型細(xì)菌有毒性；c組結(jié)果說明加熱殺死的S型細(xì)菌已失活；d組小鼠死亡,證明R型無毒細(xì)菌已轉(zhuǎn)化為S型有毒細(xì)菌，說明S型死細(xì)菌內(nèi)含有使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的物質(zhì)結(jié)論已加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”，促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌（主要通過d組證實(shí)）（2)肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。研究人美國科學(xué)家艾弗里過程和結(jié)果分析S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化；S型細(xì)菌的其他物質(zhì)不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)只有DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”,即DNA是遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),只能說明被殺死的S型細(xì)菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”，但不能說明“轉(zhuǎn)化因子”是什么；艾弗里等人將S型細(xì)菌中的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分離開來,分別觀察它們各自的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有DNA才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，從而說明DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì).2．分析噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（1）T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，所以要標(biāo)記噬菌體就要通過標(biāo)記大腸桿菌來實(shí)現(xiàn).（2）實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果和結(jié)論。①用35S標(biāo)記噬菌體eq\o(→，\s\up7(侵染））未標(biāo)記細(xì)菌eq\o(→，\s\up7（培養(yǎng)))攪拌離心eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（上清液（蛋白質(zhì)外殼）放射性很高，沉淀物（細(xì)菌)放射性很低))細(xì)菌裂解子代噬菌體（無放射性35S）②用32P標(biāo)記噬菌體eq\o(→,\s\up7(侵染))未標(biāo)記細(xì)菌eq\o（→，\s\up7(培養(yǎng)））攪拌離心eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(上清液(蛋白質(zhì)外殼）放射性很低，沉淀物(細(xì)菌)放射性很高))細(xì)菌裂解子代噬菌體(射性32P)結(jié)論：在噬菌體中,親代和子代間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。在T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。對(duì)這兩種物質(zhì)的分析表明:僅蛋白質(zhì)分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中.題型一傳物質(zhì)【例題1】下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是（）。A．豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C．T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D．HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸解析：豌豆的遺傳物質(zhì)是DNA，A項(xiàng)錯(cuò)誤。酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有DNA,B項(xiàng)正確。T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素，C項(xiàng)錯(cuò)誤。HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，其水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B反思領(lǐng)悟：凡是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),只有一種核酸，這種核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)。題型二菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)【例題2】（2011·廣東理綜）艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知（)。實(shí)驗(yàn)組號(hào)接種菌型加入S型菌物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況①R蛋白質(zhì)R型②R莢膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(經(jīng)DNA酶處理）R型A．①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B．②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C．③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D．①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析:①中R型菌中加入S型菌的蛋白質(zhì)，沒有S型菌生長，證明蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子；②中加入S型菌的莢膜多糖，沒有S型菌生長,證明莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子，也沒有催化作用,因此無酶活性;③中加入DNA，培養(yǎng)皿中長出了S型菌，證明DNA是轉(zhuǎn)化因子；④中加入經(jīng)DNA酶處理的DNA,DNA酶分解DNA，無S型菌，進(jìn)一步證明DNA是轉(zhuǎn)化因子，①~④說明DNA是遺傳物質(zhì),不能說明其是主要的遺傳物質(zhì)。答案:C題型三染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)【例題3】赫爾希和蔡斯在做“噬菌體侵染細(xì)菌"實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)。下列相關(guān)說法不正確的是（）。A．利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)的目的是追蹤T2噬菌體DNA和蛋白質(zhì)分子的去向B．用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)是由于T2噬菌體化學(xué)組成中S只存在于蛋白質(zhì)中C．用含32P的肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體獲得DNA被標(biāo)記的T2噬菌體D．檢測離心后試管中上清液和沉淀物的放射性差異可推測侵入細(xì)菌中的物質(zhì)解析:噬菌體中DNA可用32P標(biāo)記，但因噬菌體為病毒，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，應(yīng)先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體使其帶上32P的標(biāo)記。答案:C1用同位素35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，然后用標(biāo)記的噬菌體做侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的成分有（）.A．35SB．32PC．35S和32PD．不含35S和32P解析:用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，32P標(biāo)記DNA,在侵染過程中蛋白質(zhì)外殼留在外面，DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi).答案：B2下列有關(guān)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)異同點(diǎn)的敘述，正確的是（）。A．實(shí)驗(yàn)材料都是原核生物B．都利用了放射性同位素標(biāo)記法C．都能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)D．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法將蛋白質(zhì)和DNA分開解析:噬菌體為病毒，不是原核生物，A項(xiàng)錯(cuò)誤。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)利用