1、第1节DNA是主要的遗传物质学 习 目 标核 心 素 养1.掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重、难点)2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重、难点)3.理解DNA是主要遗传物质的结论。1.体验探究生物遗传物质的实验思路。2.分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。3.查阅相关资料，深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”。4.感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。一、对遗传物质的早期推测二、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌的类型2肺炎双球菌转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验(2)艾弗里的体外转化实验三、噬菌体侵染细菌的实验1噬菌体的结构与代谢2实验方法：放
2、射性同位素标记法。3实验过程4实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论32P标记DNA有有DNA是遗传物质35S标记蛋白质无无四、DNA是主要的遗传物质1RNA是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成(2)侵染实验(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。2DNA是主要的遗传物质(1)连线生物类型与遗传物质的种类(2)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。判断对错(正确的打“”，错误的打“”)1高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。()2格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。()3艾弗里实验中S型菌的D
3、NA加入R型菌的培养基上，最后生存的细菌都是S型菌。 ()4T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。()5烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA。()提示：1.蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。2格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热杀死的S型菌中含有某种转化因子。3艾弗里实验中S型菌的DNAR型菌的培养基上生存的细菌不都是S型菌，大多数仍为R型菌。45烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，有些病
4、毒的遗传物质是DNA。肺炎双球菌的转化实验问题探究肺炎双球菌直径为0.51.5微米，可以分为S型和R型两种类型。1分析格里菲思的体内转化实验，回答下列问题(1)实验对比说明 。(2)实验对比说明 。(3)实验对比说明加热杀死的S型细菌能使部分 。(4)综合以上实验得出的结论是 。2分析艾弗里的体外转化实验，回答下列问题(1)第一组与第二至四组对照说明S型细菌的细胞提取物中 (填“含有”或“不含有”)“转化因子”，这种“转化因子”不是 。(2)第一组与第五组对照说明使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”很可能是 。(3)该实验可得出的结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 。提示：1.
5、(1)R型细菌无毒，S型细菌有毒(2)加热杀死的S型细菌无毒(3)R型细菌转化为S型细菌(4)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2(1)含有蛋白质、RNA或脂质(2)DNA(3)DNADNA是遗传物质归纳总结 1肺炎双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实验者格里菲思艾弗里及其同事细菌培养在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S型细菌各成分的作用对照实验结果加热杀死的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杀死的S型细菌注射
6、到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系所用材料相同；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；两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.对S型细菌和R型细菌转化的理解(1)转化原理：加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。1肺炎双球
7、菌为遗传物质的探索做出了重要贡献。下列关于肺炎双球菌转化实验的说法，正确的是()A格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质B艾弗里实验中S型细菌提取物蛋白酶R型细菌一起培养，培养基上生存的细菌都是S型细菌C艾弗里等人设法去除绝大部分糖类、蛋白质、脂质，与R型细菌混合培养，出现S型细菌，充分说明DNA是遗传物质D已加热致死的S型细菌中，蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性D格里菲思实验并未证明DNA是遗传物质，A错误；艾弗里实验中，S型细菌提取物蛋白酶R型细菌，培养基上生存的既有S型细菌也有R型细菌，B错误；设法去除绝大部分糖类、蛋白质、脂质，并不能彻底去除其中的蛋白质、脂质等，不能
8、充分说明DNA是遗传物质，C错误。已加热致死的S型细菌中，高温可使蛋白质失去活性，DNA可以使R型细菌发生转化，说明仍具有活性，D项正确。2如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列有关说法正确的是()A该实验模拟的是艾弗里实验B从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是R型细菌自身变化而来C从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是死亡的S型细菌“死而复生”D该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌D该实验模拟的是格里菲思实验，A项错误；b实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是R型细菌自身变化而来的可能，B项错误；c实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是死亡S型细菌“死而复生
9、”的可能，C项错误；该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌，D项正确。噬菌体侵染细菌的实验问题探究如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，根据图示并结合教材内容回答下列问题：图1图21噬菌体是营 生活的病毒，宿主是 ，在普通培养基上无法生存， 直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。2噬菌体的化学组成是 。S仅存在于T2噬菌体的 中，用 标记噬菌体的蛋白质，标记元素所在部位对应于图1的 ；P主要存在于 中，用 标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位对应于图1的 。3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，再进行过程
10、。分别代表 和 过程，其中的目的是 ，的目的是让 中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的 。提示：1.寄生大肠杆菌不能2DNA和蛋白质蛋白质35SDNA32P3搅拌离心使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离上清液大肠杆菌归纳总结 1噬菌体侵染细菌的实验(1)实验思路S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体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，直接地、单独地观察它们各自的作用。(2)噬菌体侵染细菌的过程(3)实验分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。(4)实验结论直接证明：DNA是噬菌体的遗传
11、物质。间接证明：a.DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；bDNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的新陈代谢和性状。不能证明：a.DNA是主要的遗传物质；b.蛋白质不是遗传物质。(5)噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：a保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。b保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅
12、拌不充分，有少量含 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。2不同生物的遗传物质生物类型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实例真菌、原生生物、所有动植物细菌、放线菌等噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等HIV、SARS病毒、烟草花叶 病毒等核酸种类DNA和RNADNA和RNADNARNA遗传物质DNADNADNARNA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1某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是()A理论上，b和c中不应具有放射性B实验中b含
13、少量放射性与过程中培养时间过长或过短有关C实验中c含有放射性与过程中搅拌不充分有关D该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质A35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是T2噬菌体的DNA，所以离心后，理论上，b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，说明搅拌不充分，B错误；实验中c含有放射性与过程中培养时间过长或过短有关，C错误；该实验只证明了DNA是遗传物质，没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。2下列关于生物遗传物质的叙述中，正确的是()A细胞生物的遗传物质是DN
14、A，非细胞生物的遗传物质是RNAB真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNACT2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质D自然界中以DNA为遗传物质的生物类型较多D细胞生物包括真核生物和原核生物，遗传物质都是DNA；自然界中以DNA为遗传物质的生物类型较多，所以DNA是主要的遗传物质；T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。2.在肺炎双球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。3.T2噬菌体由蛋白质和DNA组
15、成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。4.肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了DNA是遗传物质。5.烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。6.由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。1下列有关遗传物质的叙述，正确的是()ADNA是所有生物的遗传物质B酵母菌的遗传物质主要是DNAC艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNAD病毒的遗传物质是DNA或RNAD具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，不具有细胞结构的病毒的遗传物质是DNA或RNA，一种生物体内的核酸可能有两种，但遗传物质只有一种。2下列关于肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错误的是()A需对S型细菌中的
16、物质进行分离、提纯和鉴定BR型细菌转化为S型细菌后，其性状是可以遗传的CS型细菌的DNA使部分R型细菌转化为S型细菌D该实验的思路是将DNA和蛋白质分开，单独观察DNA的作用D肺炎双球菌体外转化实验的设计思路是将DNA、蛋白质及多糖等物质分开，单独观察它们的作用。3在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是()AT2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质C培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型相同CT2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎
17、双球菌，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成蛋白质，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，其DNA进入大肠杆菌，以大肠杆菌的核苷酸为原料，合成子代噬菌体的DNA，而核苷酸中含有P，则培养基中的32 P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。4下列有关探究遗传物质的实验方法的叙述不正确的是()A肺炎双球菌体外转化实验利用了直接分离法B噬菌体侵染细菌实验利用了同位素标记法C烟草花叶病毒感染烟草实验利用了同位素标记法D肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均设法将DNA和蛋白
18、质分开，单独观察它们的遗传特点C艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独、直接地观察它们的作用，利用了直接分离法；噬菌体侵染细菌实验利用了同位素标记法，分别标记DNA和蛋白质并单独观察它们的遗传特点，A、B、D项正确。烟草花叶病毒感染烟草实验利用了直接分离法，C项错误。5下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答下列相关问题：(1)过程和表明，将S型细菌的 和 与R型活细菌混合培养，其后代为 型细菌。(2)过程表明，将S型细菌的 与R型活细菌混合培养， 型细菌转化成 型细菌。(3)过程表明，转化成的 型细菌的后代也是有 性的 型细菌。(4)实验最关键的设计思路
19、是 。(5)通过上述实验 (填“能”或“不能”)证明DNA是主要的遗传物质。解析(1)过程和表明，将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养，其后代都为R型细菌，没有发生转化现象。(2)过程表明，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，其后代有R型细菌和S型细菌，说明有部分R型细菌转化为S型细菌。(3)过程表明，由R型细菌转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。(4)实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用。(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质。答案(1)多糖蛋白质R(
20、2)DNA部分RS(3)S毒S(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用(5)不能教材课后习题(教师用书独具)一、基础题1(1)(2)2.C3.D二、拓展题1提示：噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌细胞内的是DNA，而蛋白质外壳却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌中的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。2提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够准确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力，结构比较稳定等。