人教版 高中生物必修二 《遗传与进化》 -第3章 基因的本质-知识点总结

第3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 二、肺炎链球菌的转化实验 1．肺炎链球菌的类型 项目 有无多糖类荚膜 菌落特征 有无毒性 S型细菌 有 表面光滑 R型细菌 表面粗糙 无 2． 格里菲思的体内转化实验 3． 1过程与现象 1实验①②对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。 2实验②③对比说明加热致死的S型细菌无毒。 3实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。 4综合以上实验得出的结论是S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。 3．艾弗里的体外转化实验 注通过酶解法，将物质一个个的排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子，这就是实验设计的“减法原理” 三、噬菌体侵染细菌的实验 1．实验材料T2噬菌体。 1结构[填图] 2生活方式寄生在大肠杆菌体内。 （3）噬菌体的侵染过程 A.噬菌体中DNA和蛋白质共有的元素组成是C、H、O、N，蛋白质特有的元素是，P几乎全部存在于DNA中。 B.子代噬菌体物质合成所需要的原料来源于大肠杆菌，但合成的子代噬菌体与亲代噬菌体几乎相同，原因是指导子代噬菌体合成的遗传物质来自亲代噬菌体。 C.T2噬菌体不能填“能”或“不能”在肺炎链球菌体内增殖，原因是T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 2．实验方法放射性同位素标记法。 3．实验过程和现象 标记噬菌体的方法演示 噬菌体侵染大肠杆菌 4． 实验结论DNA才是噬菌体的遗传物质。 【难点解析】 1本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用35S和32P进行标记 提示S是噬菌体蛋白质特有的元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。 2为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体 提示因为T2噬菌体是细菌病毒，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养T2噬菌体，而不能直接用培养基培养T2噬菌体。 3能否用14C和18O标记噬菌体能否用32P和35S同时标记噬菌体 提示不能， 因为DNA和蛋白质都含C和O元素。不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。 4图2中T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，再进行⑦⑧过程。⑦⑧分别代表搅拌和离心过程，其中⑦的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离，⑧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。 5 35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性 提示搅拌不充分，仍有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 6 32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性 提示a. 保温时间过短，部分噬菌体DNA还未侵染到细菌细胞内； b. 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖，后子代噬菌体释放出来； 四、DNA是主要的遗传物质 1．烟草花叶病毒侵染烟草的实验 1烟草花叶病毒的组成只含有蛋白质和RNA。 2侵染实验 3实验结论烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 2．DNA是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 [师说重难] 1．肺炎链球菌体内与体外转化实验的比较 项目 体内转化实验 体外转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里及其同事 细菌培养场所 小鼠体内 体外培养基 实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 加热致死的S型细菌的细胞提取物及其经酶处理后的作用对照 实验结果 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 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 巧妙构思 用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 分别用不同的酶处理S型菌细胞提取物的成分，再与R型菌混合培养，然后观察除去相关物质后细胞提取物的功能 联系 ①所用材料相同；②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 2．实验拓展分析 1在加热致死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。 2转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。 3．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 处理方法 分别用除去蛋白质、RNA、脂质、DNA等成分的S型菌的细胞提取物与R型菌混合培养 分别用同位素35S、32P标记噬菌体的蛋白质和DNA 结论 ①证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质； ②说明了遗传物质可发生可遗传的变异 ①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质； ②说明DNA能控制蛋白质的合成； ③说明DNA能自我复制 4．病毒重建及其对烟草叶细胞的感染 1实验过程及现象 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RNA的株系。 5．不同生物的遗传物质 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒 核酸种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA 遗传物质 DNA DNA DNA RNA 结果 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA 结论 DNA是主要的遗传物质 易错提醒 肺炎链球菌转化实验的两个常见认识误区 1并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到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，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。 2转化的实质并不是基因发生突变，而是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。 第2节 DNA的结构 一、DNA双螺旋结构 1．构建者美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 2．元素组成C、H、O、N、P 3．基本结构单位脱氧核糖核苷酸 4．DNA的结构模式图 1写出图中相应序号表示的物质或结构 ①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸； ⑤胞嘧啶；⑥腺嘌呤_；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。 2脱氧核糖中的1′C是指与碱基相连的碳，5′C是指与磷酸