核酸是遗传物质的证据

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网



辅导教案
导学诱思
一、DNA是遗传物质的间接证据
1.DNA主要位于细胞核的染色体上,线粒体、叶绿体中有少量DNA,它们都有复制和遗传的自主性。
2.同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中,DNA的含量基本相等。
3.所有诱发DNA结构变异的因素均能引起生物的遗传突变。
4.蛋白质不具备以上这些特征。 二、DNA是遗传物质的直接证据
1.噬菌体侵染细菌实验
(1)原理:T2噬菌体侵染细菌后,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。
(2)过程:①用35S和32P分别标记不同噬菌体的蛋白质和DNA;②用被标记的噬菌体分别侵染细菌;③在噬菌体大量繁殖时,对被标记物质进行检测。
(3)结论:DNA是遗传物质。
2.肺炎双球菌转化实验
(1)原理:S型菌可使小鼠患败血症死亡。
(2)活体细菌转化实验(体内转化)
过程:
①R型菌注射小鼠→小鼠不死亡;
②S型菌注射小鼠→小鼠死亡;
③加热杀死的S型菌注射小鼠→小鼠不死亡;
④S型死菌+R型活菌注射小鼠→小鼠死亡。
结论:S型细菌中含有“转化因子”,进入R型菌,能使R型菌转化为S型菌,使小鼠死亡。
(3)离体细菌转化实验(体外转化)
①过程:S型菌 DNA+R型菌R型菌+S型菌;
S型菌 蛋白质+R型菌R型菌;
S型菌 荚膜物质中的多糖+R型菌R型菌;
S型菌的DNA+DNA酶+R型菌R型菌。
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(2)(3)实验可知DNA是遗传物质。
思考:人和具有细胞结构的生物遗传物质主要是什么?
提示:主要是DNA。
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1.过程
①TV A RNA 感染TV A病毒;
②TV A蛋白质 未感染病毒;
③TV B RNA 感染TV B病毒;
④TV B蛋白质 未感染病毒;
⑤TV A RNA+TV B蛋白质 感染TV A病毒;
⑥TV B RNA+TV A蛋白质 感染TVB病毒。
2.结论:在RNA病毒中,RNA是遗传物质。
思考:T2噬菌体、HIV、流感病毒的遗传物质是什么?
提示:T2噬菌体遗传物质是DNA,HIV、流感病毒的遗传物质是RNA。
名师解惑
探究:作为遗传物质必须具备的条是什么?
染色体与遗传的关系十分密切,化学分析表明,真核细胞染色体的主要成分是核酸和蛋白质,那么,遗传物质究竟是蛋白质还是核酸呢?
作为遗传物质至少应具备以下四个条:
(1)在细胞生长和繁殖过程中能够精确地复制自己;
(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢;ks5u
(3)具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力;
(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变以后还能继续复制,并且能遗传给后代。
科学的研究已经充分证明:核酸具备上述四个条,所以核酸才是生物体的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),绝大多数生物的遗传物质是DNA,有些病毒的遗传物质是RNA。
题例领悟
【例题1】如下图是“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是( )

A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④
解析:实验①中活的R型细菌在S型细菌DNA作用下,转化为S型细菌,且该性状能遗传,说明了DNA是遗传物质,为了排除其他物质是遗传物质的可能性,需要设一系列对照实验。题中②③④均分别与①构成对照。说明S型细菌的DNA被水解后,以及S型细菌的蛋白质、多糖等都不能使R型细菌转化成S型细菌。即证明了DNA水解产物蛋白质和多糖等其他物质不是遗传物质。
答案:D
领悟
(1)分析实验时一定要抓住实验变量是什么,设置该变量的目的是什么。
(2)实验的设计一定要遵循单一变量原则和对照性原则。
(3)实验的设计一定要科学,具有可操作性。
【例题2】若用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,能找到的放射性元素为( )
A.可在外壳中找到15N和35S
B.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15N
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
解析:噬菌体侵染细菌时,侵入其体内的是噬菌体的DNA。DNA中含有N和P,而不含S,DNA在亲子代间具有连续性,因此在子代噬菌体的组成成分中能找到放射性元素15N和32P。
答案:B
领悟
(1)从组成化合物的元素可知,S只存在于某些蛋白质中,P主要分布于DNA(核酸)中,故可用同位素标记两种成分,以分别了解两者在遗传上的作用。其余元素组成相同,不能用于标记。
(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的结论都是DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质,但都不能证明DNA是主要遗传物质。
【例题3】分别选出下列各项内容:
(1)控制生物性状的主要物质是_______________。
(2)一切生物的遗传物质是_______________。
(3)大部分生物的遗传物质是_______________。
(4)生物性状的控制者是_______________。
(5)病毒的遗传物质是_______________。
(6)马的遗传物质是_______________。
(7)SARS病毒的遗传物质是_______________。
(8)T2噬菌体的遗传物质是_______________。
A.核酸 B.DNA
C. RNA D.DNA或RNA
E. DNA和RNA
解析:自然界中的生物的遗传物质都是核酸(朊病毒由于无核酸是极特殊类型),而凡有DNA的生物遗传物质为DNA,无DNA只有RNA的生物,遗传物质为RNA,上述各项中控制生物性状的主要遗传物质应为DNA(因绝大多数生物均为含DNA并以DNA为遗传物质的),一切生物遗传物质应为核酸,大部分生物的遗传物质应为DNA,生物性状的控制者也为核酸,病毒的遗传物质应为DNA或RNA,马及噬菌体的遗传物质应为DNA,而SARS病毒为RNA病毒,因此其遗传物质应为RNA。
答案:(1)B (2)A (3)B (4)A (5)D (6)B (7)C(8)B
领悟
确认某生物遗传物质属性时,应先确认该生物是否含DNA。
(1)一切细胞生物及DNA病毒均含DNA,其遗传物质均为DNA,此时细胞中尽管还含RNA,但RNA不作为遗传物质。(2)只有在那些无DNA的生物(仅限于某些病毒)中RNA才作为遗传物质。
堂反馈
1.如下图所示,肺炎双球菌转化实验中,在培养有R型细菌的A、B、C、D四支试管中,分别加入从S型细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖,经过培养,检查发现有R型细菌转化的是( )

解析:肺炎双球菌的遗传物质是DNA,蛋白质和多糖都不是遗传物质。将R型无毒细菌转化成S型有毒细菌的转化因子是DNA。用DNA酶处理DNA,就会使DNA分解,失去转化功能。
答案:A
2.噬菌体侵染细菌的实验,说明了DNA是遗传物质,下列叙述中属于该实验不能证实的是( )
A.DNA能进行自我复制
B.DNA能控制蛋白质的生物合成
C.DNA能控制生物体的性状遗传
D.DNA能产生可遗传的变异
解析:噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA能进行自我复制、DNA能控制蛋白质的生物合成、DNA能控制生物体的性状遗传。
答案:D
3.赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,实验包括4个步骤:①培养噬菌体,②用35S和32P标记噬菌体,③放射性检测,④离心分离。实验步骤的先后顺序为( )
A.①②④③ B.④②①③
C.②①④③ D.②①③④
解析:T2噬菌体专营活细胞寄生,进行标记过程是用35S和32P的培养基,培养大肠杆菌,然后用35S和32P侵染大肠杆菌,35S和32P标记噬菌体,进行培养噬菌体。离心分离,检测上清液和沉淀的放射性。
答案:C
4.(“杂种”病毒侵染实验)车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TV)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(如下图所示):

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(感染图如上图所示)。
(1)图(a)、图(b)表现症状不同,其根本原因是____________________________。
(2)画出叶片A、叶片B、叶片C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C中繁殖产生的子代病毒的图示。
解析:此实验用于证明TV和HRV的遗传物质是RNA。在实验设计思路上仍然遵循“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”的思想方法,即将病毒的RNA与蛋白质分离,单独感染并研究其遗传功能。遗传物质不同,其控制的生物性状不同,因而(a)、(b)中症状不同,这是因为TV和HRV所含RNA不同。“杂种”病毒的RNA和蛋白质自不同的病毒,其繁殖产生的子代病毒应同“杂种”病毒RNA所代表的病毒完全一样。
答案:(1)TV和HRV具有不同的RNA
(2)

(3)病毒的RNA
(4)



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