核酸是遗传物质的证据

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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