1、第3章 基因的本质 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。自 主 预 习 探 新 知 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
2、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_35S 标记蛋白质_是遗传物质 有无无有DNA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_的遗传物质。主要判断对错(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
3、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 DNA 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
4、的培养基上生存的细菌不都是 S 型菌，大多数仍为 R 型菌。4 5 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，有些病毒的遗传物质是 DNA。合 作 探 究 攻 重 难 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
5、(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.(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)DNA DNA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
6、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
7、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
8、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
9、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”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
10、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。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
11、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 35S DNA 32P 3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 是噬菌体的遗传物质。间接证
12、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：由于搅拌不
13、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 细胞生物 非细胞生物 生物类型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RNA DNA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
14、不应具有放射性 B实验中 b 含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 A 35S 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
15、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 DNA，非细胞生物的遗传物质是 RNA B真核生物的遗传物质是 DNA，原核生物的遗传物质是 RNA CT2 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
16、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。当 堂 达 标 提 素 养 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DNA C艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA D病毒的遗传物质是DNA或RNA D 具有细胞结构的生物的遗传
17、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
18、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 C T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，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
19、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
20、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(2)DNA 部分 R S(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 点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!
