生物步步高第20课时
脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖 体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。 3.结果及分析
分组
结果
结果分析
对 比 实
含32P噬 菌体+细
菌
上清液中几乎 无32P,32P主要 分布在宿主细
胞内
32P——DNA进 入了宿主细胞
内
验 (相 含35S噬
35S——蛋白质 宿主细胞内无 外壳未进入宿
互 菌体+细 35S,35S主要分 主细胞留在外
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的作用。 2.侵染特点及过程 (1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA,噬菌体蛋白 质留在外面不起作用。 (2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。 提醒 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内,除噬菌体 的DNA做模板起指导作用外,其余的原料——
原理:对S型细菌的成分提取、分离、鉴 定,并与R型活细菌混合培养,以观察
各成分的作用
艾弗里
3.转化实
验(体 外转化)
过程:
R型+S武型 R型
结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化 的物质,即DNA是转化因子,是遗传物质
(1)S型细菌加热杀死后,蛋白质 变性失活,DNA 氢键破坏双链打开,但降温后变性的DNA可复性 恢复正常(类似于PCR扩增中变性复性过程)。
C.都是细菌
D.细菌和噬菌体
解析 噬菌体侵染细菌时注入的是DNA,在
细菌细胞内以亲代噬菌体的DNA为模板,以细
菌的脱氧核苷酸和氨基酸为原料,合成组装形
成子代噬菌体。
考点三 生物的遗传物质 1.事实:生物的遗传物质是DNA或RNA。所有细
胞生物的遗传物质都是DNA,对于病毒来说, 有一部分是DNA,如噬菌体等;有一部分是 RNA,如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、烟草 花叶病毒等,问题大多出在对常见病毒的遗传 物质不熟悉。归纳如下:
对菌
布在上清液中 面
照)
提醒 ①必须分两组分别标记进行实验,不能 同时对噬菌体既标记35S又标记32P。 ②该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋 白质共有的元素。 4.结论:DNA是遗传物质。 提醒 (1)噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存 在 部位:
(2)该实验不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋 白质外壳留在外面,其作用不能证明。 (3)该实验可同时证明: ①DNA分子具有相对稳定性。 ②DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性。 ③DNA能控制蛋白质的生物合成。 但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。
(2)用35S标记实验时,沉淀物中出现少量放射性 的原因:可能由于搅拌不充分,有少量35S的噬 菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心 到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。 2.两个经典实验的实验设计思路和设计原则—— 对照原则是相同的,但所用技术手段(物质提 纯与分离技术和同位素标记技术)、实验材料、 实验结论(能否证明蛋白质不是遗传物质方面) 都是不相同的。
提醒 解题时一定看清标记对象是噬菌体还是细
菌,二者对应子代噬菌体的放射性结果不同。
纠正训练 1. 某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时,用放
射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构 或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体 与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
噬菌体 细菌
DNA或脱氧核糖核苷酸 32P标记 31P标记
仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中,32P仅存在于噬菌
体的DNA中,而14C、18O在蛋白质和DNA中都含有,
无法区别是哪一个成分发挥作用,同时用32P、35S标
记蛋白质和DNA,都有放射性,也无法判断是哪一
个成分发挥作用。
4.噬菌体在增殖过程中利用的模板和原料的提供
者分别是 A.都是噬菌体
( B) B.噬菌体和细菌
(2)T2噬菌体的生活方式是 寄生 ,宿主细胞为 大肠杆菌,不能 (能/不能)在培养基上繁殖。
4.
高
低
未检测到
底
高 检测到
5.结论:在噬菌体中,亲代与子代之间具有连续性
的物质是DNA ,即DNA是遗传物质。 6.实验思想:将 DNA 和蛋白质等分开,直接地、
单独地 去观察各自的作用。
练一练
(高考真题)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:
C.遗传物质在亲代与子代之间传递性状
D.核酸是一切生物的遗传物质
(4)下列哪项不是蚕豆遗传物质的载体( )
A.染色体
B.叶绿体
C.线粒体
D.核糖体
解析 凡是细胞生物,不论原核或真核生物,细 胞中均有DNA和RNA两种核酸,但真正起遗传作 用的只有DNA,在无DNA的病毒(如烟草花叶病 毒、艾滋病病毒等)中,RNA才起遗传作用。在 真核细胞中,由于DNA主要存在于染色体上,故 染色体是遗传物质的主要载体,但因线粒体、叶 绿体中也有少量DNA,所以线粒体、叶绿体也可 作为遗传物质的载体。 答案 (1)B (2)A C (3)D (4)D
蛋白质或氨基酸
32S标记 35S标记
(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的
和
元素,各占
个和
个。
(2)子代噬菌体中,只含32P的有 个;只含
31P的有 个;同时含有32P、31P的有 个。
(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有 元
素,由此说明
;
子代噬菌体蛋白质都含有
元素,这
是因为
。
解析 由于细菌细胞中核苷酸含31P,而噬菌体
构建知识网络
高频考点突破
考点一 肺炎双球菌的转化实验 1.肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较
体内转化实验
体外转化实验
实验者
格里菲思
艾弗里及其同事
培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外)
实验 结论
S型细菌体内 有“转化因子”
S型细菌的DNA是 遗传物质
联系
(1)所用材料相同,都是肺炎双球菌R型 和S型
(2)两实验都遵循对照原则、单一变量 原则
提醒 ①格里菲思的体内转化实验只提出“S型细 菌体内有转化因子”,并没有具体证明哪种物质 是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗 里。 ②格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾 弗里DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R型 和S型都有,但是R型多。 ③DNA+DNA水解酶+R型活菌培育只有R型细 菌,该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗 传物质,而不是为了证明DNA的水解产物——脱 氧核苷酸不是遗传物质,尽管此实验可以证明该 问题,但不是该实验的实验目的。
(2)细菌转化实验属于可遗传变异中的基因重组。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.原理:T2噬菌体以自己的 DNA 为模板,利用 细菌体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。
2.方法:放射性同位素标记法 ,用35S 标记一部分 噬菌体的蛋白质,用32P 标记另一部分噬菌体的 DNA。
3.材料
(1)T2噬菌体的核酸为DNA,存在于 头部,尾 部及头部外侧为蛋白质。
拓展提升 1.少量放射性出现的原因
(1)用32P标记实验时,上清液中也有一定的放射 性的原因有二:一是保温时间过短,有一部分 噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后 分布于上清液中,使上清液出现放射性;二是 从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离, 这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增 殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会 使上清液放射性含量升高。
①培养噬菌体; ②35S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.①②③④
(C ) B.④②①③
C.②①④③
D.②①③④
解析 T2噬菌体是由蛋白质外壳和DNA组成的, 用放射性同位素35S和32P可以分别对其进行标
记,然后让其感染最后进行放射性检测,发现进入
菌内 35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内 35S标记的氨基酸为原料合成的
2.如果用3H、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,能够找到的放射性元素为 ( ) A.可在外壳中找到15N和35S、3H B.可在DNA中找到3H、15N、32P C.可在外壳中找到15N和35S D.可在DNA中找到15N、32P、35S 解析 3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子 上,又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上,而32P 只能标记在噬菌体的DNA分子上,35S只能标记 在噬菌体的蛋白质外壳上。因为在噬菌体侵染
A.3和4 C.2、3和4
B.1、3和4 D.1、2、3和4
解析 2、3、4三个试管内的R型细菌因为没有S 型细菌的DNA,所以都不会发生转化。1号试管因 为有S型细菌的DNA,所以会使R型细菌发生转化, 但是发生转化的R型细菌只是一部分,故试管内仍 然有R型细菌的存在。 答案 D
考点二 噬菌体侵染细菌的实验 1.实验思路及方法
细菌体内的只有DNA,从而得出DNA是遗传物
质的结论。
四、RNA也是遗传物质的实验
1.过程及结果 RNA
蛋白质 2.结论: RNA 是遗传物质。
五、两个重要结论及原因
1.遗传物质DNA的主要载体是 染色体 ,此外 叶 绿体 和线粒体 两种细胞器中也存在少量DNA分子。
2.DNA是主要的遗传物质,因为自然界中绝大多 数 生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗 传物质为RNA。
思维误区警示
解题思路探究
易错分析
关于噬菌体的亲子代个体与细菌之间同位素标记关
系不清
噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系
DN A
蛋白质
DNA和蛋白质
噬菌体 32P