遗传物质发现的实验及其内容：

1、遗传物质：
①概念：能单独传递遗传信息的物质。
②遗传物质的主要载体是染色体。
③作为遗传物质应具备的特点是：
a、分子结构具有相对稳定性；
b、能自我复制，保持上下代连续性；
c、能指导蛋白质合成；
d、能产生可遗传变异。
2、实验：包括肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）、T₂噬菌体侵染细菌的实验（用分别含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P培养基培养大肠杆菌。）、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
实验证明DNA是主要的遗传物质，少部分生物的遗传物质是RNA。
（1）肺炎双球菌转化实验：
①肺炎双球菌

	S型细菌	R型细菌
菌落	光滑	粗糙
菌体	有多糖类荚膜	无多糖类荚膜
毒性	有毒性，使小鼠患败血症死亡	无毒性

②肺炎双球菌体内转化实验
a、研究者：1928年，英国科学家格里菲思。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
c、实验原理：S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡；R型肺炎双球菌是无毒性的。
d、实验过程：


e、结论：加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。
（2）艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）：
a、研究者：1944年，美国科学家艾弗里等人。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。
c、实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。
d、实验过程及分析

e、实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 ②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。
d、实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。 ②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（3）T₂噬菌体侵染细菌的实验：
a、研究着：1952年，赫尔希和蔡斯。
b、实验材料：T₂噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法：放射性同位素标记法。
d、实验思路： S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程：标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。


科学家首先用放射性同位素³⁵S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素³²P标记了另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记的T₂噬菌体分别去侵染细菌（上图），当噬菌体在细菌体内大量增殖时，生物学家对被标记物质进行测试。
f、测试的结果表明，噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入了细菌体内，可见，噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论：在噬菌体中，亲代和子代间具有连续性的物质是DNA，即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的，DNA才是真正的遗传物质。



体内转化实验与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	艾弗里及同事
培养细菌	用小鼠（体内）	用培养基（体外）
实验原则	R型细菌与S型细菌的毒性对照	S型细菌各成分作用的相互对照
实验结果	加热杀死的S型细菌能使R型细细菌转化为S型细菌	S型细菌的DNA使R型菌转化为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
两实验联系：	(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型 (2)体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则

肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较：

1．实验设计思路比较

	艾弗里实验	噬菌体侵染细菌实验
思路相同	设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方式有区别	直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养	同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素（32P和35S）

 2．两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
3．实验结论比较
(1)肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
(2)噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
知识点拨：

1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：
①用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：
a．保温时间过短，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，使上清液出现放射陡。
b．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中，也会使上清液的放射性含量升高。
②用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：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、关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去向问题
①若用³²P和³⁵S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有³²p标记。
②若用³²p和³⁵S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。
③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
3、标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，只能在宿主细胞中繁殖后代，所以在培养基中它是不能繁殖后代的。
4、噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外，还能证明DNA能进行自我复制，DNA控制蛋白质的合成。
5、两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。
6、细胞生物（包括原核和真核生物）含有两种核酸（DNA和RNA），遗传物质是DNA；病毒没有细胞结构，只有一种核酸（DNA病毒、RNA病毒）。
7、DNA有四种碱基（AGCT），四种脱氧核苷酸。RNA有四种碱基（AGCU），四种核糖核苷酸。
知识拓展：

1、实验设计的基本思路是设法把 DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。
2、加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活； DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
3、转化因子的实质是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。
4、T₂噬菌体
（1）结构：

（2）T₂噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。T₂噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
 5、侵染特点及过程
①进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。
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。
6、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。

DNA分子的结构：

1、DNA的元素组成：C、H、O、N、P
2、DNA分子的结构：DNA的双螺旋结构，两条反向平行脱氧核苷酸链，外侧磷酸和脱氧核糖交替连结，内侧碱基对(氢键)碱基互补配对原则。
3、模型图解：

4、DNA分子的结构特性
(l)稳定性：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：DNA分子中碱基时排列顺序多种多样。
(3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。

知识点拨:

碱基互补配对的规律：

知识拓展:

1、两条链之间的脱氧核苷酸数目相等→两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。
2、碱基配对的关系是：A（或T）一定与T（或A）配对、G（或C）一定与C（或G）配对，这就是碱基互补配对原则。其中，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。
3、DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。

中心法则：

1．提出者：克里克。
2．中心法则图解

3．不同生物的遗传信息传递途径不同
(1)以DNA力遗传物质的生物遗传信息的传递

 (2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递

 4．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)遗传信息的传递主要是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息的表达是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。

病毒进行逆转录将遗传信息进行传递。
反转录病毒的最基本特征是在生命过程活动中，有一个从RNA到DNA的复制过程，即反转录过程——病毒在反转录酶的作用下，以病毒RNA为模板，合成互补的负链DNA后，形成RNA：DNA中间体。中间体的RNA酶H水解，在DNA聚合酶的作用下，由DNA复制成双链DNA。
知识拓展：

1、DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在人的正常体细胞中不会发生。
2、大分子有机物DNA、mRNA的核苷酸序列或蛋白质的氨基酸序列，都可蕴含遗传信息，但小分子的氨基酸、核苷酸就不能蕴含遗传信息。
3、中心法则中每一过程能准确进行，主要取决于两个方面：前者为后者的产生提供了一个标准化的模板；严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。

生态系统的组成：

1．生态系统的概念与内涵
(1)概念：生态系统是由生物群落与其无机环境相互作用而形成的统一整体。

2．生态系统的成分

成分	归类	各成分的组成	在生态系统中的作用	地位
非生物的物质和能量		无机物、有机物、气候、能源	生物群落中的物质和能星的根本来源	必需成分
生产者	自养生物	(1)绿色植物(2)光合细菌和蓝藻(3)化能合成细菌，如铁细菌	将无机环境中的物质和能量通过光合作用引入生物群落，为消费者、分解者提供物质和能量	基石
消费者	异养生物	(1)绝大多数动物(2)寄生生物	帮助生产者传粉、传播种子等	最活跃的成分
分解者	异养生物	(l)腐生细菌和真菌(2)腐食动物，如蚯蚓、蜣螂等	把动植物遗体、排出物和残落物中的有机物分解成简单的无机物	循环的关键成分

3生态系统各类成分关系

易错点拨：

1、细菌并不都是分解者，如硝化细菌是自养型生物，属于生产者；寄生细菌属子特殊的消费者。
2、动物并不都是消费者，如蜣螂、蚯蚓、某些原生动物等以植物残体、粪便为食的腐食动物属于分解者。
3、生产者并不都是绿色植物，如蓝藻、硝化细菌等原核生物也是生产者，应该说生产者包括绿色植物。
4、植物并不都是生产者，如菟丝子营寄生生活，属于消费者。

知识拓展：

生态系统各成分的判断：

 1．根据双向箭头AD确定两者肯定是非生物的物质和能量、生产者；
2．根据箭头指向判断各成分
(1)A有三个指出，应为生产者；
(2)D有三个指入，为非生物的物质和能量；
(3)B和C一个为消费者，另一个为分解者，A（生产者）和B均指向C，则C为分解者。