高中生物 第一节 探索遗传物质的过程知识梳理 苏教版

第一节探索遗传物质的过程
知识梳理
一、DNA是主要的遗传物质
1.生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用过程的研究，认识到染色体在生物的遗传中有重要作用。

2.肺炎双球菌体内转化实验：R型菌落粗糙，无荚膜,无毒；S型菌落光滑，有荚膜，有毒；
R型小鼠不死亡
S型小鼠死亡
加热杀死S型小鼠不死亡
R型+加热杀死S型小鼠死亡
无毒R型与加热杀死有毒S型球菌混合后，转化为有毒的S型，并且这种性状的转化是可遗传的。

3.肺炎双球菌体外转化实验：艾弗里发现使R型球菌转化为S型球菌并不需要S型球菌的完整细胞,而是化合物DNA使球菌的致病性状发生转化。

这种能携带遗传信息，控制生物体特定性状，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质，称为遗传物质。

4.噬菌体侵染细菌实验：用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,然后用被标记的噬菌体侵染大肠杆菌。

现象：标记蛋白质的噬菌体侵染、离心后放射性物质存在于大肠杆菌外,标记DNA的噬菌体侵染、离心后放射性物质存在于大肠杆菌内。

5.烟草花叶病毒感染烟草实验：从病毒中提取的物质中，只有RNA能使烟草感染花叶病，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,除此之外，流感病毒、HIV病毒的遗传物质也是RNA,但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。

二、提取DNA
1.原理：DNA在氯化钠溶液中的溶解度是随着氯化钠的浓度的变化而改变的。

当氯化钠的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低。

利用这一原理，可以使溶解在氯
化钠溶液中的DNA析出。

DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液。

利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。

2.方法步骤：制备鸡血细胞液时要加入柠檬酸钠，以防止血液凝固，然后向盛有鸡血细胞液的烧杯中加入蒸馏水20 mL，同时快速搅拌，使血细胞加速破裂。

然后过滤，取其滤液；在获得的滤液中加入物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液40 mL，混合均匀，使DNA充分溶解；之后沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，这时烧杯中出现白色的丝状物。

继续加入蒸馏水，当黏稠物不再增多时停止加入蒸馏水（这时溶液中氯化钠的物质的量浓度相当于0.14 mol/L）。

3.实验讨论：步骤2和步骤4中加入蒸馏水的目的分别是使血细胞破裂，稀释NaCl溶液使DNA沉淀析出。

如果要进一步纯化上述含杂质的DNA可以怎么做？加入酒精溶解其中杂质。

知识导学
本节内容主要从以下几点理解：
（1）生物体通过有丝分裂或减数分裂和受精作用能够维持生物亲子代间染色体数目的恒定，说明染色体在生物的遗传中有重要作用；再分析染色体的组成，因而产生了DNA和蛋白质究竟哪种是遗传物质的争论。

（2）确定遗传物质的关键是找出证据，DNA是遗传物质的直接证据主要有格里菲思肺炎双球菌转化实验、艾弗里肺炎双球菌转化实验和更有说服力的噬菌体侵染细菌实验，科学的发展是无止境的，后来科学家又通过烟草花叶病毒感染烟草实验证明RNA病毒是以RNA 作为遗传物质的，但除了RNA病毒外，具有细胞结构的生物，DNA病毒均以DNA为遗传物质，因此形成了DNA是主要的遗传物质的观点。

（3）科学家们在确定遗传物质的试验中都有共同的思想：都是设法把DNA、RNA、蛋白质等分离或者区分开，然后单独去观察各自的作用。

疑难突破
1.证明DNA是遗传物质的实验证据有哪些？
剖析：（1）肺炎双球菌的转化实验
①格里菲思实验
结论：加热杀死的S型细菌中含有转化因子，性状的转化可以遗传给后代。

②艾弗里实验
结论：转化因子是DNA，且DNA的纯度越高，转化就越有效。

（2）噬菌体侵染细菌实验
①用35S标记蛋白质的噬菌体侵染细菌→细菌内无放射性→表明噬菌体蛋白质外壳未进入细菌内部；②32P标记DNA的噬菌体侵染细菌→细菌内有放射性→表明噬菌体的DNA进入到细菌内部。

结论：DNA是遗传物质。

小结：（1）实验思路：
验证DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实验思路基本相同，即将肺炎双球菌或噬菌体的DNA与其他化学成分（特别是蛋白质）分离，然后用各种成分分别单独用于转化实验或侵染实验，观察各自的遗传功能。

（2）实验方法：
两个经典实验的思路虽基本相同，但采用的方法有所不同。

在肺炎双球菌转化实验中，是采用直接分离法，即将S型菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分与R型菌混合，做体外转化实验。

在噬菌体侵染细菌实验中，是采用放射性同位素标记法，间接将DNA 与其他成分分离。

2.遗传物质有哪些特点及类型？
剖析：（1）遗传物质的特点
①分子结构相对稳定。

②能自我复制，使前后代遗传信息保持连续性。

③能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程与性状。

④能产生可遗传的变异。

（2）遗传物质的类型
①具有细胞结构生物和DNA病毒以DNA作遗传物质（真核、原核生物、噬菌体）。

②RNA病毒以RNA作遗传物质（流感、HIV、SARS、烟草花叶病毒）。

③朊病毒以蛋白质作遗传物质。

注意：绝大多数生物以DNA作为遗传物质，DNA是主要遗传物质。