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1、第三单元遗传的分子基础第1讲核酸是遗传物质的证据,【知识梳理】一、噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体:一种专门寄生在_的病毒,由_和_组成,可分别用35S和32P标记。2.实验方法:_法。,细菌体内,蛋白质,DNA,放射性同位素标记,3.实验过程及结果:(1)被35S标记的噬菌体+细菌子代噬菌体中无35S。(2)被32P标记的噬菌体+细菌子代噬菌体中有32P。4.实验结论:_是遗传物质。,DNA,二、肺炎双球菌转化实验1.活体细菌转化实验:(1)实验过程及现象:,不死亡,死亡,S型菌,不死亡,死亡,S型菌,R型菌,(2)结论:加热杀死的S型菌中,含有某种能把某些R型菌转化为S型菌的_。,转化因子,
2、2.离体细菌转化实验:(1)实验过程:,R型,R型+S型,(2)结论:_是遗传物质,蛋白质、荚膜等不是遗传物质。,DNA,三、烟草花叶病毒的感染和重建实验1.烟草花叶病毒对烟草叶子细胞的感染实验:(1)实验过程及现象:,RNA,不出现,(2)结论:_是烟草花叶病毒的遗传物质,_不是遗传物质。,RNA,蛋白质,2.病毒重建及其对烟草叶子细胞的感染:(1)实验过程及现象:,B型,A型,(2)结果分析与结论:重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供_的病毒类型。,RNA,【速记卡片】1.T2噬菌体的三个特点:无细胞结构、含DNA和蛋白质、专门寄生在大肠杆菌体内。2.三种实验的实验结论:(1)噬菌体侵染细菌
3、的实验:DNA是遗传物质。,(2)肺炎双球菌转化实验。活体细菌转化实验:加热杀死的S型菌中存在“转化因子”。离体细菌转化实验:DNA是遗传物质,DNA赋予了生物的遗传特性。(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验:只有RNA而没有DNA的病毒中,RNA是遗传物质。3.遗传的基本功能单位:基因。,考点一噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体的结构:(1)图示:,(2)生活方式:寄生在细菌(如大肠杆菌)体内。2.实验思路及方法:S是蛋白质特有的元素,P几乎都存在于噬菌体DNA分子中,用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质,直接、单独地观察它们各自的作用。,3.实验过程:(1)标记噬菌体:,(2)被标
4、记的噬菌体侵染细菌的过程、结果及分析:,4.噬菌体侵染细菌实验中悬浮液和沉淀中放射性含量的分析:(1)用32P标记的噬菌体侵染细菌:,(2)用35S标记的噬菌体侵染细菌:,【典例】(2015浙江10月选考真题)下列关于用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌实验的叙述,错误的是()A.子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成B.合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌,子代噬菌体外壳都含35S,C.合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌,子代噬菌体DNA都不含32PD.大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同,【解题指导】本题主要考查噬菌体侵染细菌的实验过程及结
5、果分析。逐项分析如下:,答案:C,【变式训练】(2017浙江11月选考真题)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述,正确的是()A.噬菌体内可以合成mRNAB.搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合C.噬菌体与细菌混合培养的时间越长,实验效果越好D.噬菌体侵染细菌后,产生许多遗传信息相同的子代噬菌体,【解析】选D。噬菌体侵染宿主细胞,自身只提供遗传物质DNA, 需要借助宿主细胞合成mRNA和蛋白质,A项错误;搅拌的目的是使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离,B项错误;噬菌体与细菌混合培养的时间过长,会导致细菌大量裂解,子代噬菌体被释放出来,导致上清液放射性升高,影响实验效
6、果,C项错误;噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌中,并作为模板控制子代噬菌体的合成,产生许多遗传信息相同的子代噬菌体,D项正确。,考点二肺炎双球菌的转化实验1.活体细菌转化实验和离体细菌转化实验的比较:(1)不同点:,(2)相同点。巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌。实验目的都是探究遗传物质的成分。活体细菌转化实验是离体细菌转化实验的基础,后者则是前者的延伸。实验设计都遵循对照原则和单一变量原则。,2.肺炎双球菌离体转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较:,【典例1】(2017浙江4月选考真题)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(),A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双
7、球菌的菌落为光滑的B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,【解题指导】本题主要考查肺炎双球菌的转化实验。逐项分析如下:,答案:D,【典例2】(2016浙江10月选考真题)用R型和S型肺炎双球菌进行实验,其过程和结果如图所示。,据图分析可知()A.RNA是转化因子B.荚膜多糖具有生物活性C.DNA是转化因子D.DNA是主要的遗传物质,【解题指导】本题考查离体肺炎双球菌转化实验,注重考查实验原理的理解和实验结果的分析。分析图示结果可知,只有加入了S型菌DNA的一组
8、培养皿上才出现S型菌形成的菌落,说明RNA和荚膜多糖不是R型菌转化为S型菌的转化因子,DNA才是转化因子,荚膜多糖不具有生物活性,A、B项错误,C项正确;本实验只能说明DNA是遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质,D项错误。,答案:C,【易错易混】1.噬菌体侵染细菌实验中元素标记误区:(1)噬菌体侵染细菌实验中必须分两组分别标记,不能同时对噬菌体既用35S标记又用32P标记。(2)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。,2.沉淀中出现少量的放射性并不意味着35S标记的蛋白质进入细菌内部:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀中,
9、使沉淀中出现少量的放射性。,3.肺炎双球菌转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实验中S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。,4.肺炎双球菌转化的并不是所有的R型菌:由于转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,所以转化过程中并不是所有的R型菌都转化成S型菌,而只是少部分R型菌转化成S型菌。,【强化训练】1.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程,你认为该如何选择同位素示踪的方案()A.用14C或3H培养噬菌体,再去侵染细菌B.用18O或15N培养噬菌体,再去侵染细菌C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32
10、P标记DNA,另一组用35S标记蛋白质外壳,【解析】选D。噬菌体侵染细菌的实验利用了同位素示踪法,即用32P标记DNA、用35S标记蛋白质外壳,分两组进行便于形成对照。蛋白质和DNA中都含有C、H、O、N元素,不能作为标记的对象。,2.用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,经过一段时间的保温、搅拌、离心后发现放射性主要分布在悬浮液中,沉淀的放射性很低,对于沉淀中含有少量的放射性的正确解释是()A.经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上,B.离心速度太快,较重的T2噬菌体有部分留在沉淀中C.T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35SD.少量含有放射性35S的蛋白质进
11、入大肠杆菌内,【解析】选A。用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中,蛋白质外壳留在外面,注入的是T2噬菌体的DNA,离心后,放射性应在悬浮液中。因少数T2噬菌体正在侵染过程中,吸附于大肠杆菌表面,所以在沉淀中也有放射性。,3.埃弗里将R型肺炎双球菌培养在含S型细菌DNA的培养基中,得到了S型肺炎双球菌,有关叙述中正确的是 ()A.R型细菌转化成S型细菌,说明这种变异是定向的B.R型细菌转化成S型细菌属于基因重组C.该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNAD.将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌,【解析】选B。埃弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来,分别
12、加入培养R型细菌的培养基中,结果只有加入DNA时,才能使R型细菌转化成S型细菌,这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,C项错误;该实验的生物变异属于基因重组,生物的变异都是不定向的,A项错误、B项正确;将S型细菌的DNA注射到小鼠体内,不能实现肺炎双球菌的转化,D项错误。,4.用肺炎双球菌进行下列实验:在培养基中加入R型活菌和提取的S型菌的DNA,在培养基中加入R型活菌和提取的S型菌的蛋白质,经过一段时间适宜条件的培养后发现培养基上长出的菌落是()A.上长出光滑菌落,上长出粗糙菌落B.上长出光滑菌落,上长出光滑菌落和粗糙菌落,C.上长出光滑菌落和粗糙菌落,上长出粗糙菌落D.上长出光滑菌落和粗糙菌落,上长出光滑菌落和粗糙菌落,【解析】选C。由于S型菌的DNA是遗传物质,故在上发生了部分R型活菌转化为S型菌的现象,上长出光滑菌落和粗糙菌落;因S型菌的蛋白质不是遗传物质,在上不会发生R型活菌转化为S型菌的现象,故上只长出粗糙菌落。,