第三章 基因的本质

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。

20世纪30年代，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。

这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

二、DNA是遗传物质的实验证据（肺炎链球菌的转化实验）1、肺炎双球菌的体内转化实验（1）格里菲思的实验原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

实验过程及现象P43图3-2结论：加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。

文字表述如下：（2）艾弗里实验（体外转化实验）P44图3-3实验过程及结果结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

实验方法：减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。

例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。

旧教材实验过程如下：结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

2、噬菌体侵染细菌的实验实验材料：T2噬菌体实验者：美国遗传学家赫尔希和蔡斯实验方法:放射性同位素标记法。

实验过程及结果（1）标记噬菌体：（先标记大肠杆菌）：在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别含35S 和32P的大肠杆菌。

（再标记T2噬菌体）：用分别含32P和35S的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。

（2）噬菌体侵染大肠杆菌(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。

(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。

实验结论: DNA才是真正的遗传物质。

注意：1、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离2、离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌3、不能用14C和18O标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。

遗传与进化第三章基因的本质第一节 DNA是主要的遗传物质两种肺炎双球菌格里菲思的小鼠转化实验S型细菌加热后，蛋白质部分变性失活，而DNA的性质未改变，对于S型细菌自身来说，蛋白质失活即死亡。

当加热失活的S型细菌与R型细菌混合时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，利用R型细菌内的化学成分合成S型细菌的DNA和蛋白质，转化成了具有毒性的S型细菌。

【实验结论】格里菲思的推论：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中必然含有某中促成这一转化的活性物质——“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。

艾弗里的实验①S型细菌的DNA使RNA型细菌发生转化②S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化【实验结论】DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。

T2噬菌体的特点（1）结构：外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。

（2）生活方式：必须寄生于大肠杆菌体内，不能独立代谢。

（3）增殖特点：在噬菌体自身的遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。

当噬菌体增殖到一定数量后大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。

（4）噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→复制合成→组装→释放。

在合成子代噬菌体的DNA 和蛋白质过程中，除模板DNA的两条脱氧核苷酸长链是由亲代噬菌体提供的以外，原料、能量、酶、场所等都是由细菌提供的。

噬菌体侵染大肠杆菌的实验因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；DNA中含有蛋白质没有的特殊元素P，所以用32P标记DNA；因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N，所以此实验不能标记C、H、O、N。

【实验过程】（2）离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

【实验结果】（1）用35S标记的一组感染实验，上清液（T2噬菌体）的放射性很高，沉淀物的放射性很低，在新形成的噬菌体中没有检测到35S。

第三章基因的本质第l节 DNA是主要的遗传物质课前练一、肺炎双球菌的转化实验1．肺炎双球菌2．格里菲思的实验(1)实验过程及现象(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有将无毒性的R型活细菌转化为。

3. 艾弗里的实验(1)方法：将提纯的S型细菌的、和等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中。

(2)现象：只有加入，R型细菌才能转化为 S 型细菌，并且的纯度越高，转化就越有效。

(3)结论：才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验1．T2 噬菌体(2)代谢特点：只能在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。

(3)增殖特点：在的作用下，利用的物质合成自身的组成成分。

(4)结合教材P44图3-4，试分析组成T2噬菌体的碱基、核苷酸分别有几种？2．实验方法：。

3．过程及现象(1)标记大肠杆菌大肠杆菌十含35S的培养基→含的大肠杆菌大肠杆菌十含32P的培养基→含的大肠杆菌(2)标记 T2噬菌体T2 噬菌体十含35S的大肠杆菌→含的T2噬菌体T2 噬菌体十含32P的大肠杆菌→含的T2 噬菌体(2)噬菌体侵染大肠杆菌4．实验表明(1) T2 噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而留在外面。

(2)子代T2 噬菌体的各种性状是通过来遗传的。

5．结论：是遗传物质，蛋白质未起到遗传作用。

6．为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养噬菌体？7．在此实验中，思考为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和180同位素标记可行吗？三、RNA是生物遗传物质的证据及生物的遗传物质1．RNA是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成：和________。

(2)侵染过程(3)结论：烟草花叶病毒的控制其性状，即是遗传物质。

2．生物的遗传物质3．比较T2 噬菌体和烟草花叶病毒的化学组成，你认为两者中所含碱基的类型是否相同？4．思考肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验能否证明DNA是主要的遗传物质？课时练1．1928年格里菲思做的肺炎双球菌转化实验成功地表明了（）A．DNA是遗传物质B．DNA是主要的遗传物质C．已经加热杀死的S型细菌中，含有能促成R型细菌发生转化的活性物质D．已经加热杀死的S型细菌，其中的DNA已失去活性而蛋白质仍具有活性2．下列对肺炎双球菌和T2噬菌体的相关描述中，正确的是 ( ) A．T2 噬菌体可寄生在乳酸菌体内B．T2 噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成C．R 型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑D．S 型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡3．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。

高中生物必修二第三章基因的本质重点知识归纳单选题1、下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是（）A．根据格里菲思的实验可推出肺炎双球菌R型活细菌可以让加热杀死的S型细菌复活B．艾弗里的实验结论是DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质答案：B分析：1 .肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。

2 .T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。

A、格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；B、艾弗里实验证明了S型细菌中的转化因子是DNA，证明了DNA是引起R型菌发生稳定遗传变异的物质，因此得出了DNA是遗传物质的结论，B正确；C、噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能独立在培养基上生存，因此赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA 是通过侵染被32P标记的大肠杆菌实现的，C错误；D、赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。

故选B。

2、有关真核细胞DNA复制过程的叙述错误的是A．DNA分子复制的方式是半保留复制B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATPC．子代DNA分子的两条链是反向平行排列的D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制答案：D分析：DNA复制的特点是半保留复制，过程是边解旋边复制，复制需要模板、脱氧核糖核苷酸、能量与对应的酶。

DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证复制准确地进行。

A、DNA分子的复制方式为半保留复制，A选项正确；B、解旋酶能使DNA双链解开，作用于DNA双链中的氢键，使氢键断裂需要消耗ATP，B选项正确；C、DNA双链中的两条DNA分子是反向平行的，复制时也只能从5’端向3’端延伸，故子代DNA分子的两条链是反向平行排列的，C选项正确；D、DNA在复制过程中是边解旋边复制的，D选项错误；故选D。

(名师选题)部编版高中生物必修二第三章基因的本质重难点归纳单选题1、玉米条纹病毒的遗传物质是单链环状DNA分子。

下图为该病毒DNA在玉米细胞内的复制过程。

相关叙述正确的是（）A．复制时A与U、G与C进行配对B．复制时以四种脱氧核糖核苷酸为原料C．形成子代DNA时亲本DNA边解旋边复制D．新合成的互补链是子代病毒的遗传物质答案：B分析：半保留复制是复制完成后的子代DNA分子的核苷酸序列均与亲代DNA分子相同，但子代DNA分子的双链一条来自亲代，另一条为新合成的链；在双链DNA分子中，根据碱基互补配对原则，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

A、DNA复制时，根据碱基互补配对原则，A和T配对，C和G配对，A错误；B、DNA复制时，以四种脱氧核糖核苷酸为原料，B正确；C、以正链为模板合成双链DNA分子时，因为是单链不需要解旋，C错误；D、新合成的互补链与亲本碱基序列不同，不是子代病毒的遗传物质，D错误。

故选B。

2、作为科学家合作研究的典范，沃森和克里克配合，揭示了DNA分子的结构。

排列在DNA分子外侧，构成基本骨架的物质是（）A．碱基对B．脱氧核糖和磷酸C．肽链D．果糖答案：B分析：DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA 的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则。

脱氧核糖和磷酸交替排列在DNA分子的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B正确。

故选B。

3、为研究使 R 型菌转化为 S 型菌的转化因子的化学本质，某科研小组进行了肺炎双球菌的体外转化实验，其基本过程如图所示。

下列有关叙述正确的是（）A．甲组培养基上长出的菌落种类与乙组不同B．S 型菌提取物经甲、丙两组处理后转化因子活性基本相同C．R 型菌转化为 S 型菌的变异原理是基因突变D．若增加 RNA 酶处理提取物的对照实验，会更有说服力答案：D分析：艾弗里实验将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA, R型细菌才能够转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化就越有效；如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。

第三章基因的本质第19讲 DNA是主要的遗传物质对应训练1.1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型细菌的DNA加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现其中的R型细菌转化成了S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。

这一现象不能说明的是（）A.S型细菌的性状是由其DNA决定的B.在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中C.DNA是主要的遗传物质D.DNA是遗传物质答案 C2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是（）A.3和4B.1、3和4C.2、3和4D.1、2、3和4答案 D对应训练3.（2008年江苏名校联考）下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是（）A.证明DNA是“注入”细菌体内的物质，可用同位素32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质B.侵染过程中的“合成”阶段，以噬菌体的DNA为模板，而氨基酸、核苷酸、ATP、酶、场所等条件均由细菌细胞提供C.该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，若要证明，需用分离出的蛋白质单独侵染细菌，再作观察并分析D.若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含31P的DNA占子代DNA总数的比例为1答案 C4.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为（）A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌B.用18O或32P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32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳答案 D对应训练5.下图为肺炎双球菌转化实验的图解。

请回答：(1)分析图A可以看出，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将，原因是。