1、第1节 DNA是主要的遗传物质,第3章 基因的本质,学习导航 1.阅读教材，了解人类对遗传物质的早期猜测。 2.结合教材图文，分析肺炎双球菌的转化实验。 3.结合教材图36，分析噬菌体侵染细菌的实验，归纳实验结论。 4.归纳DNA是生物主要的遗传物质。 重难点击 1.肺炎双球菌的转化实验。 2.噬菌体侵染细菌的实验。,课堂导入从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，吕氏春秋中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间
2、的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。,一、肺炎双球菌的转化实验,当堂检测,二、噬菌体侵染细菌的实验,内容索引,三、生物的遗传物质,一、肺炎双球菌的转化实验,基础梳理,1.对遗传物质的早期推测 20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。 2.肺炎双球菌类型,蛋白质,DNA,蛋白质,光滑,粗糙,有,无,3.体内转化实验格里菲思的实验 (1)实验过程及现象,不死亡,死亡,S型活细菌,不死亡,死亡,S型活细菌,(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种
3、“ ”，将R型活细菌转化为S型活细菌。,转化因子,4.体外转化实验艾弗里的转化实验 (1)实验结果及现象,(2)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,R型菌,S型菌,DNA,格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析： 1.已知在80100 温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？,答案 是DNA。,问题探究,答案,答案 R型细菌被小鼠的免疫系统
4、所杀灭。,(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？,答案 加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。,(2)S型活细菌是怎样产生的？,2.研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：,答案 有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。,(3)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？,答案,知识整合,加热杀死的S型细菌和R型活细菌一起注射到小鼠体内时， 开始时R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌， S型活细菌逐渐增多，毒性导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都
5、增加。,解析 蛋白质的热稳定性较DNA差，且不能复制，故选C项。其他选项所述的蛋白质的特点，与遗传物质应具备的特征一致，可作为判断为遗传物质的理由。,拓展应用,1.探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息,答案,解析,2.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知,A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 B.说明S型细菌的荚
6、膜多糖有酶活性 C.和说明S型细菌的DNA是转化因子 D.说明DNA是主要的遗传物质,答案,解析,解析 第组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。 第组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关。第组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。 只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。,肺炎双球菌转化实验的几个易错点 (1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。 (2)加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢
7、复活性。 (3)体内转化实验结论是S型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是DNA，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。,二、噬菌体侵染细菌的实验,基础梳理,1.实验者： 。 2.实验方法： 法。 3.实验材料：T2噬菌体(如图所示),赫尔希和蔡斯,放射性同位素标记,DNA,蛋白质,4.实验过程 (1)标记T2噬菌体,大肠杆菌,大肠杆菌,噬菌体,噬菌体,(2)侵染细菌,高,低,低,高,5.实验分析 (1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。 6.实验结论： 才是真正的遗传物质。,DNA,蛋白质外壳,亲代的D
8、NA,DNA,结合上述实验过程分析： 1.标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？,答案 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。,问题探究,答案,2.能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？,答案 不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。,3.实验中搅拌的目的是什么？,答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。,答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。,4.实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？,答案 搅拌不充分，
9、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。,5.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？,答案,答案 (1)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。 (2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。,6.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？,答案,知识整合,噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，大肠杆菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，
10、有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，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，时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。,拓展应用,3.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是,A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐 B.若要达到实验目的，还要再设计一组用3
11、5S标记噬菌体的实验，两组相互对照 C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律 D.若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质,答案,解析,解析 由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。,4.如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体
12、后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为 A.在外壳中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外壳中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S,答案,解析,解析 用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标
13、记的蛋白质。,“二看法”判断子代噬菌体标记情况,三、生物的遗传物质,(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。 2.绝大多数生物的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传物质是 。因此， 是主要的遗传物质。,基础梳理,1.RNA是遗传物质的实验证据 (1)实验材料：烟草花叶病毒，只由 和 组成。 (2)实验过程,蛋白质,RNA,不感染病毒,RNA,感染病毒,RNA,蛋白质,DNA,RNA,DNA,1.人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？,答案 分别是DNA、DNA、RNA、DNA。,问题探究,答案,2.下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？ DNA是所有生物的遗传物质
14、核酸是一切生物的遗传物质 酵母菌的遗传物质主要是DNA 病毒的遗传物质是DNA或RNA 艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA,答案 。,答案 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。,3.蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？,答案,知识整合,细胞生物同时含有DNA 和RNA，其中DNA是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含有DNA(如噬菌体)的，DNA是遗传物质，含有RNA(艾滋病病毒、烟草花叶病毒等)的，RNA 是遗传物质。,拓展应用,5.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是,A.a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TM
15、V的蛋白质外壳没有侵染作用 B.b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用 C.c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染车前草病毒的症状，并能从中分离出车前草病毒 D.该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质,解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。,答案,解析,6.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是 A.豌豆的遗传物质主要是DNA B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.
16、T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸,答案,解析,解析 A中豌豆的遗传物质只有DNA； B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有； C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素； D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。,课堂小结,DNA,DNA,RNA,DNA,当堂检测,1.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是,2,3,4,5,1,答案,解析,A.3和4 B.1、3和4
17、C.2、3和4 D.1、2、3和4,解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。,2,3,4,5,1,2.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是 A.用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质 B.该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测 C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体 D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质,答案,2,3,4,1,5,解析,2,3,4,1,5
18、,解析 32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误； 该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确； T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误； 该实验证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。,2,3,4,1,5,3.噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是 A.细菌的核苷酸和氨基酸 B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸 C.自身的核苷酸和氨基酸 D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸,答案,解析,解析 噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨
19、基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。,2,3,4,1,5,4.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是 A.DNA是绝大多数生物的遗传物质 B.有些生物的遗传物质是RNA C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质,答案,解析,解析 具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。,5.下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：,
20、2,3,4,1,5,答案,解析,(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是_。 (2)图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是_，注入细菌体内的物质是_。 (3)图中E表明_。 (4)噬菌体侵染细菌实验得出了_是遗传物质的结论。,BDAEC,蛋白质外壳,噬菌体DNA,噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代),DNA,解析 噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤： 吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面； 侵入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用； 生物合成在细菌体内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的化学成分合成噬菌体DNA和蛋白质分子； 组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同)；,2,3,4,1,5,释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与了(蛋白质未参与)，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。,2,3,4,1,5,