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1、第第5 5讲讲 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质（对照原则相互对照）一、肺炎双球菌转化实验续表续表【友情提醒】实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。【例1】在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计是()A将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌 B将无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养，发现R型细菌转化
2、为S型细菌 C从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，混合加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌 D从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌才转化为S型细菌D 【解析】证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是设法把DNA和蛋白质等分开，单独观察它们的作用，故选择D项符合题意。二、噬菌体侵染细菌的实验分析 1实验分析续表续表 2与肺炎双球菌转化实验的比较 【例2】赫尔希和蔡斯通过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：培养噬菌体(侵染细菌)35S和32P标记噬菌体放射性检测离
3、心分离。实验步骤的先后顺序为()A B C D C【解析】本实验包括4个步骤：第一步获得35S和32P标记的噬菌体；第二步再培养噬菌体(侵染细菌)；第三步离心分离培养液；第四步进行放射性检测。1培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒专营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。一、理论归纳1概念：相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组之间的相互对照，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立实验变量和反应变量的关系。例如肺炎双球菌转
4、化实验中的相互对照如下：2注意事项(1)不需确定对照组和实验组，每组均既是实验组又是对照组。(2)每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他所有条件均相同。(3)最终结论必须由几组实验结果对比得出。二、演练科学家在研究DNA分子复制方式时，进行了如下的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，实验结果见相关图示)：(1)复制过程除需要模板DNA、脱氧核苷酸外，还需要 等条件(至少答两点)。(2)为了证明DNA复制的特点为半保留复制，请设计实验三(用图示和有关文字补充在图中)，并画出结果C。能量、酶、适宜的温度和pH如图(选其中1种即可)：(3)该过程中，实验一、实验二起 作用。若用1
5、5N标记的DNA作为模板，用含有14N标记的培养基培养，在下面坐标图中画出连续培养细菌60 min过程中，15N标记DNA分子含量变化的曲线图。如下图：对照【解析】(1)DNA分子的复制方式为半保留复制，复制过程中需要原料脱氧核苷酸，还需要模板DNA、能量、酶、适宜的温度和pH等条件。(2)要证明DNA分子的复制方式为半保留复制，根据已知图示可知，采用同位素标记并做密度梯度离心和分析，只要培养原料中标记的同位素与模板DNA中标记的同位素不同即可。(3)实验要遵循对照性原则(相互对照)，实验一、实验二起对照作用。绘图时注意题干信息：细菌大约每20 min分裂一次。1.(2010海南)某同学分离纯
6、化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是()A.1、3 B1、4 C2、3 D2、4B 【解析】噬菌体是一类病毒，它的外壳由蛋白质构成，内有DNA。噬菌体侵染大肠杆菌时只将DNA注入大肠杆菌细胞内，而蛋白质外壳留在外面。噬菌体的DNA进入大肠杆菌后，以大肠杆菌内部的氨基酸为原料，通过大肠杆菌的核糖体合成噬菌体的蛋白质。因此，重新组合的“杂合”噬菌体的DNA来自于哪种噬菌体，后代的表现型就与哪种噬菌体一致。2.(2011广东)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知()CA
7、.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质【解析】、组加入S型菌的蛋白质或荚膜多糖，都只长出R型菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。组加入S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌；组加入的DNA酶能将DNA水解成脱氧核糖核苷酸，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，、组对比说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。C4.艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证明了()DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质蛋白质不是遗传物质糖类不是遗传物质
8、 A B C DC【解析】肺炎双球菌转化实验不能证明RNA是遗传物质；DNA是主要的遗传物质是因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。C6.用经3H标记的n个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体m个，其中含有标记元素的噬菌体占的比例为()An/m B2n/m Cn/2m Dn/(mn)B 【解析】每个噬菌体中都含一个双链DNA分子，当它侵入大肠杆菌进行复制时所有DNA均应解开螺旋，两链作为模板链进行DNA复制，因此，n个噬菌体可解开为2n条链，参与构成2n个子代DNA，故m个子噬菌体中应有2n个噬菌体含标记链。7.请利用所
9、给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。实验过程：步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并编号为甲、乙。步骤二：在两个培养皿中接入 ，在适宜条件下培养一段时间。等量的大肠杆菌菌液步骤三：放入 ，培养一段时间，分别获得 和 的噬菌体。步骤四：用上述噬菌体分别侵染 的大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、放入离心管内离心。步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。预测实验结果：T2噬菌体32P标记35S标记未被标记(1)在甲培养皿中获得的
10、噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如 图。(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如 图。BA【解析】宿主细菌分别培养在含有35S和32P的培养基中，宿主细菌在生长过程中，合成的蛋白质含有35S，合成的DNA含有32P；用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌，噬菌体利用细菌体内的物质合成自身成分，产生子代噬菌体，这些子代噬菌体分别含有35S标记的蛋白质外壳或含有32P标记的DNA。用标记的T2噬菌体侵染未含标记的大肠杆菌，检测是DNA还是蛋白质侵入了细菌。【解析】甲用放射性元素32P标记一部分噬菌体的DNA，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试。由于噬菌体的DNA进入了细菌内部，故上清液(蛋白质和噬菌体)放射性低，沉淀物(细菌)放射性高。乙用放射性元素35S标记一部分噬菌体的蛋白质外壳，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试。由于噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部，故上清液(蛋白质和噬菌体)放射性高，沉淀物(细菌)放射性低(沉淀物中有标记的噬菌体，噬菌体在细菌表面还没有侵入)。