章首頁的小詩，抽象和概括了“基因是什么”的研究結(jié)果和歷程，展現(xiàn)了科學(xué)之美、生命之謎，揭示了懷疑、爭論、合作對于科學(xué)發(fā)展的重要意義，激發(fā)我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望和深入探究的興趣。章題圖是一幅組合圖。圖的左側(cè)是1953年沃森和克里克在《自然》雜志上發(fā)表的構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的論文頁面，該論文在生物學(xué)的發(fā)展中具有里程碑式的意義。而且，教材在第2節(jié)“思考·討論”中呼應(yīng)了這篇論文，因此，這篇劃時(shí)代的論文會引起我們閱讀的興趣。與論文圖搭配的是一幅DNA結(jié)構(gòu)模式圖，這幅圖從右側(cè)的一個(gè)細(xì)胞開始，逐步放大細(xì)節(jié)，從細(xì)胞核到染色體，再到蛋白質(zhì)和DNA結(jié)合形成的核小體，直至DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，從整體到局部呈現(xiàn)了染色體和DNA的結(jié)構(gòu)，既表達(dá)出遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也帶給我們強(qiáng)烈的視覺沖擊。現(xiàn)在就讓我們帶著濃厚的興趣，進(jìn)入本章的學(xué)習(xí)吧。
理清本章架構(gòu)初識概念體系·具備系統(tǒng)思維
第1節(jié)　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
【主干知識梳理】一、對遺傳物質(zhì)的早期推測
二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1．肺炎鏈球菌的類型2．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)過程與現(xiàn)象
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——_________。3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體。(1)結(jié)構(gòu)[填圖](2)生活方式：寄生在大腸桿菌體內(nèi)。2．實(shí)驗(yàn)方法： 法。3．實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是噬菌體的 。
四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1．煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)(1)煙草花葉病毒的組成：只含有蛋白質(zhì)和 。(2)侵染實(shí)驗(yàn)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是 。2．DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ，所以說DNA是 的遺傳物質(zhì)。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】1．分析格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(教材P43圖32變式)，回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①②對比說明 。(2)實(shí)驗(yàn)②③對比說明 。(3)實(shí)驗(yàn)②③④對比說明加熱致死的S型細(xì)菌能使部分 。(4)綜合以上實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是___________________________________________________________。
R型細(xì)菌無毒，S型細(xì)菌有毒
加熱致死的S型細(xì)菌無毒
R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型
2．如圖1為噬菌體侵染細(xì)菌的電鏡照片，圖2表示T2噬菌體侵染細(xì)菌過程，結(jié)合教材P45相關(guān)內(nèi)容據(jù)圖回答問題：(1)噬菌體中DNA和蛋白質(zhì)共有的元素組成是 ，蛋白質(zhì)特有的元素是 ，P幾乎全部存在于DNA中。(2)子代噬菌體物質(zhì)合成所需要的原料來源于 ，但合成的子代噬菌體與親代噬菌體幾乎相同，原因是 。(3)T2噬菌體 (填“能”或“不能”)在肺炎鏈球菌體內(nèi)增殖，原因是 。
指導(dǎo)子代噬菌體合成的遺傳物質(zhì)來自親代噬菌體
T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒
教材問題提示思考·討論(教材第46頁)1．細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)細(xì)菌個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡單，是單細(xì)胞生物；病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。(2)繁殖快，細(xì)菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。2．從控制自變量的角度，艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)(如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。
3．艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希等人采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等。(學(xué)生可能回答出其他技術(shù)，但只要回答出上述主要技術(shù)即可)科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。
新知探究(一)　肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)【拓展·深化】1．肺炎鏈球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
2．對S型細(xì)菌和R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的理解(1)轉(zhuǎn)化原理：加熱致死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。(2)轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中。(3)一般情況下，轉(zhuǎn)化率很低，形成的S型細(xì)菌很少，轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌可以遺傳下去，快速繁殖形成大量的S型細(xì)菌，說明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。
[思考·討論](1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化四組實(shí)驗(yàn)中哪一組發(fā)生了細(xì)菌轉(zhuǎn)化？對比之后，你能否得出DNA就是轉(zhuǎn)化因子(遺傳物質(zhì))的結(jié)論？提示：第四組。不能，只能得出“S型細(xì)菌含有能讓R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子”這一結(jié)論。(2)格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型活細(xì)菌與加熱后殺死的S型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，從死亡小鼠中是否只分離出S型活細(xì)菌？提示：不是，可以分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌，且R型活細(xì)菌數(shù)量較多。
(3)分析艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：①艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中DNA酶、酯酶、RNA酶的作用分別是什么？提示：DNA酶催化DNA水解，酯酶催化酯水解，RNA酶催化RNA水解。②在艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？提示：艾弗里的實(shí)驗(yàn)思路實(shí)際是將S型肺炎鏈球菌中的細(xì)胞提取物分別進(jìn)行不同的處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用效果。③實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供？提示：實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化時(shí)遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌，原料和能量均來自R型細(xì)菌。
(4)請分析格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。提示：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)包括格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn)，其中格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子，但并沒有證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。
【典題·例析】[例1]　如圖表示某生物興趣小組做的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌的DNAB．結(jié)果1中S型肺炎鏈球菌占絕大多數(shù)C．該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)D．結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌
[解析]　DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌中的DNA，使其失去轉(zhuǎn)化活性，A正確；結(jié)果1中只有少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型肺炎鏈球菌占少數(shù)，B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；S型細(xì)菌DNA被水解而失去作用，導(dǎo)致S型細(xì)菌無法轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌，因此結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌，D正確。[答案]　B
[例2]　某研究人員模擬肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：①R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠?、赟型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠　③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠?、躍型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠的情況依次是(　　)A．存活、存活、存活、死亡B．死亡、存活、存活、存活C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、死亡
[解析]　含有S型細(xì)菌的會使小鼠死亡，不含有S型細(xì)菌的不會使小鼠死亡。①中含有S型細(xì)菌；②中的S型細(xì)菌的DNA被DNA酶分解掉，所以只含有R型細(xì)菌；③④中經(jīng)高溫加熱后R、S型兩種細(xì)菌均死亡，所以小鼠不死亡。故選B。[答案]　B
易錯(cuò)提醒————————————————————————————肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)常見認(rèn)識誤區(qū)(1)并非所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，因此轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而只是少部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。(2)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)并不是基因發(fā)生突變，而是S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中，即實(shí)現(xiàn)了基因重組?！?br/>【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．下列關(guān)于肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的說法，錯(cuò)誤的是(　　)A．二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌B．兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則C．二者均把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理并觀察它們各自的作用D．體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的解析：二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌，A正確；兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則，B正確；肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)并沒有把DNA和蛋白質(zhì)分開，C錯(cuò)誤；體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，D正確。答案：C　
2．肺炎鏈球菌有許多類型，有莢膜的S型細(xì)菌有毒性，能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡，無莢膜的R型細(xì)菌無毒性。如圖為細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)A．丙組為空白對照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為小鼠不死亡B．能導(dǎo)致小鼠患肺炎并發(fā)敗血癥死亡的有甲、丁兩組C．戊組實(shí)驗(yàn)表明，加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后試管中長出的還是無毒性的R型細(xì)菌D．丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎鏈球菌不能將該性狀遺傳給后代
解析：含有莢膜的肺炎鏈球菌是甲、乙、丁三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎鏈球菌失去毒性，所以只有甲、丁兩組能導(dǎo)致小鼠死亡；戊組加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后，試管中長出的是無毒性的R型細(xì)菌；丁組產(chǎn)生的有毒性的S型細(xì)菌是由遺傳物質(zhì)改變引起的，可以遺傳給后代。答案：D　
新知探究(二)　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)【探究·深化】[問題驅(qū)動]　如圖為用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖示并結(jié)合教材內(nèi)容回答下列問題：
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的是放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，為什么用35S和32P進(jìn)行標(biāo)記？提示：S是噬菌體蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，可以單獨(dú)地觀察它們各自的作用。(2)為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？提示：因?yàn)門2噬菌體是細(xì)菌病毒，只有在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行增殖，故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體。
(3)能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體？提示：不能。因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和O元素，不能用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體，因?yàn)榉派湫詸z測時(shí)只能檢測到放射性存在的部位，不能確定是何種元素的放射性。(4)圖2中T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中需經(jīng)過短時(shí)間保溫后，再進(jìn)行⑦⑧過程。⑦⑧分別代表 和 過程，其中⑦的目的是____________________________________________，⑧的目的是讓 中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的 。
噬菌體(蛋白質(zhì)外殼)與細(xì)菌分離
[重難點(diǎn)撥]　一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析(一)用含32P的噬菌體侵染大腸桿菌
(二)用含35S的噬菌體侵染大腸桿菌
二、肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較
【典題·例析】[例1]　某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，下列有關(guān)分析正確的是(　　)A．理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性B．實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)C．實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān)D．該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
[解析]　35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記的是T2噬菌體的DNA，所以離心后，理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性，A正確；35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在外面，經(jīng)攪拌后與細(xì)菌分開，所以若b中含有放射性，說明與②過程中攪拌不充分有關(guān)，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。[答案]　A
[例2]　如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后，讓其侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠找到的標(biāo)記元素為(　　)A．在外殼中找到15N和35SB．在DNA中找到15N和32PC．在外殼中找到15N和32PD．在DNA中找到15N、32P和35S[解析]　噬菌體中P幾乎都存在于DNA中，S僅存在于蛋白質(zhì)中，而N是DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，因此32P只標(biāo)記DNA,35S只標(biāo)記蛋白質(zhì)，而15N可同時(shí)標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，利用細(xì)菌的脫氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，故在子代噬菌體中能找到15N和32P標(biāo)記的DNA，不能找到35S和15N標(biāo)記的蛋白質(zhì)。故選B。[答案]　B
方法規(guī)律———————————————————————————“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況————————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是 (　　)A．需用同時(shí)含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌B．?dāng)嚢枋菫榱耸勾竽c桿菌內(nèi)的噬菌體釋放出來C．離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌D．該實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA解析：實(shí)驗(yàn)過程中需單獨(dú)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA和35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼與細(xì)菌分離，B錯(cuò)誤；大腸桿菌的質(zhì)量大于噬菌體，離心的目的是沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌，C正確；該實(shí)驗(yàn)證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯(cuò)誤。答案：C　
2．某實(shí)驗(yàn)甲組用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染32P標(biāo)記的大腸桿菌，乙組用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌，檢測子代噬菌體的放射性情況。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A．甲組子代有放射性，乙組子代沒有放射性B．甲組子代沒有放射性，乙組子代有放射性C．甲、乙兩組子代都有放射性D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)
解析：甲組用35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，在子代噬菌體中不會出現(xiàn)35S，32P標(biāo)記的大腸桿菌能為T2噬菌體增殖提供原料，使得子代噬菌體有放射性；乙組用32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，DNA是遺傳物質(zhì)，在子代噬菌體中能檢測到放射性，35S標(biāo)記的大腸桿菌能為T2噬菌體合成蛋白質(zhì)外殼提供原料，因此子代T2噬菌體也具有放射性，A、B錯(cuò)誤，C正確。該實(shí)驗(yàn)不能證明T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。答案：C　
新知探究(三)　DNA是主要的遺傳物質(zhì)【探究·深化】[問題驅(qū)動]　(1)流感病毒中有幾種核酸、核苷酸、五碳糖和堿基？病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA?提示：一種、四種、一種和四種；不一定，如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。(2)菠菜細(xì)胞中含有幾種核酸、核苷酸、五碳糖及堿基？細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA?提示：兩種、八種、兩種和五種；細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNA。
(3)小麥根尖細(xì)胞中的“核酸”和“遺傳物質(zhì)”是否含義相同？為什么？提示：不相同。因?yàn)樾←湼饧?xì)胞中有DNA和RNA兩種核酸，但遺傳物質(zhì)僅指DNA。(4)為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？提示：因?yàn)榇蟛糠稚锏倪z傳物質(zhì)是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
[重難點(diǎn)撥]　(一)病毒重建及其對煙草葉細(xì)胞的感染1．實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象2．結(jié)果分析與結(jié)論：重組病毒所繁殖的病毒類型取決于提供RNA的株系。
(二)不同生物的遺傳物質(zhì)
【典題·例析】[例1]　下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)過程，由此可以判斷(　　)A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白質(zhì)和RNAB．TMV的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入煙草細(xì)胞中C．侵入煙草細(xì)胞的RNA具有遺傳效應(yīng)D．RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)
[解析]　水和苯酚的作用是將TMV中的RNA與蛋白質(zhì)分離開，A錯(cuò)誤；能將TMV的蛋白質(zhì)接種到正常煙草細(xì)胞內(nèi)，B錯(cuò)誤；煙草花葉病毒的RNA能使正常煙草感染病毒，說明RNA具有遺傳效應(yīng)，C正確；本實(shí)驗(yàn)表明RNA是TMV的遺傳物質(zhì)，而不是表明RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。[答案]　C
[例2]　下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的說法，正確的是 (　　)A．同時(shí)含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNAB．DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指一種生物的遺傳物質(zhì)主要是DNAC．真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)都是RNAD．肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)[解析]　同時(shí)含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA，A正確；DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，B錯(cuò)誤；真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，C錯(cuò)誤；肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。
易錯(cuò)提醒————————————————————————————有關(guān)遺傳物質(zhì)的三點(diǎn)提醒(1)并不是所有的核酸都能作為遺傳物質(zhì)，如細(xì)胞生物中的RNA。(2)DNA并不是所有生物的遺傳物質(zhì)，如煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。(3)一種生物的遺傳物質(zhì)是唯一的，對某種生物不能說“主要遺傳物質(zhì)”?！?br/>【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細(xì)胞后，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒是(　　)
解析：雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質(zhì)，所以子代病毒應(yīng)與病毒乙相同。故選D。答案：D　
2．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　)A．豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB．流感病毒的遺傳物質(zhì)含有硫元素C．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上D．HIV的遺傳物質(zhì)初步水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸解析：豌豆是真核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，A錯(cuò)誤；流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，含有C、H、O、N、P元素，但不含硫元素，B錯(cuò)誤；酵母菌是真核生物，其遺傳物質(zhì)主要分布在細(xì)胞核的染色體上，C正確；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，初步被水解的產(chǎn)物是四種核糖核苷酸，D錯(cuò)誤。答案：C
科學(xué)探究——探索遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法 “遺傳物質(zhì)”探索的4種方法
【素養(yǎng)評價(jià)】1．下列實(shí)驗(yàn)及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是 (　　)A．紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲C．加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌D．用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
解析：紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1，并不能直接證明核酸是遺傳物質(zhì)，A不符合題意；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲，可證明RNA(核糖核酸)是遺傳物質(zhì)，B符合題意；加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌，只能證明加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的“轉(zhuǎn)化因子”，并不能證明該轉(zhuǎn)化因子是何種物質(zhì)，C不符合題意；用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性， 是由于外殼蛋白沒有進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，不能證明遺傳物質(zhì)是何種成分，D不符合題意。答案：B　
2．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后導(dǎo)致的植物癥狀不同(如下圖所示)。將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離，使其單獨(dú)感染植物；或使不同病毒的RNA與蛋白質(zhì)之間重新組合形成“雜種”病毒，然后使其感染植物?；卮鹣铝袉栴}：
(1)圖(a)、圖(b)表現(xiàn)癥狀不同，其根本原因是________________________。(2)在圖中畫出葉片A、葉片B、葉片C表現(xiàn)出的感染癥狀。(3)從以上感染實(shí)驗(yàn)可知，起感染作用的是____________________。(4)畫出葉片C中繁殖產(chǎn)生的子代病毒的圖示。(5)以上實(shí)驗(yàn)證明__________________________________________。(6)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是________________________________________。答案：(1)TMV和HRV具有不同的RNA(2)如圖： (3)病毒的RNA(4)如圖： (5)TMV和HRV的遺傳物質(zhì)是RNA(6)將病毒的RNA與蛋白質(zhì)分離，單獨(dú)研究其遺傳功能
3．流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA？下面是科研小組為探究流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，請將其補(bǔ)充完整。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_______________________________。(2)材料用具：顯微注射器，流感病毒的核酸提取液，鼠胚胎干細(xì)胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：把流感病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三組，_________________________________________________________________。第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。
第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測是否有流感病毒產(chǎn)生。(4)請預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：①______________________________________________________________；②若B、C兩組出現(xiàn)流感病毒，A組沒有出現(xiàn)，則流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；③若A、B、C三組均出現(xiàn)流感病毒，則流感病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。
解析：(1)由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。(3)實(shí)驗(yàn)的自變量是是否含有DNA或RNA，因變量是是否出現(xiàn)流感病毒，其他屬于無關(guān)變量，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對照原則和單一變量原則，實(shí)驗(yàn)步驟如下所示。第一步：把流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組，分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理。第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測是否有流感病毒產(chǎn)生。(4)預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：①若A、C兩組出現(xiàn)流感病毒，B組沒有出現(xiàn)，則流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA；②若B、C兩組出現(xiàn)流感病毒，A組沒有出現(xiàn)，則流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；若A、B、C三組出現(xiàn)流感病毒，則流感病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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