1、-1- 第1节 DNA是主要的遗传物质 -2- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 学习 目标 1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论;掌 握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论,体验探究生 物遗传物质的实验思路。 2.查阅相关资料,深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”,理 解DNA是主要遗传物质的结论。 3.感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用,培养社会 责任感。 -3- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代 -4- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习
2、课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.20世纪30年代 -5- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 二、肺炎链球菌的转化实验 (一)格里菲思的体内转化实验 1.肺炎链球菌类型 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 -6- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.实验过程与结果分析 实验过程 结果分析 R 型活细菌小鼠不死亡 R 型细菌无致病性 S 型活细菌小鼠死亡 S 型细菌有致病性 加热致死的 S 型细菌小鼠不死 亡 加热致死的S型细菌已失 活,不再具有致病性 R 型活细菌 加热致死的
3、S 型细菌 小鼠死亡 S 型活细菌 R 型活细菌转化为 S 型活 细菌,且性状可以遗传 -7- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 3.实验结论:已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转 化为S型活细菌的活性物质转化因子。 -8- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 (二)艾弗里的体外转化实验 1.实验过程 2.实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 -9- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 三、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验方法 同位素
4、标记法,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。 2.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌 (1)T2噬菌体的组成成分 (2)T2噬菌体的生活方式:寄生在大肠杆菌体内,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的组成成分。 -10- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 3.实验过程 标记噬菌体侵染细菌分析结果得出结论 4.实验结论:DNA是噬菌体的遗传物质。 -11- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 四、DNA是主要的遗传物质 1.烟草花叶病毒实验 -12- 第1节 DNA是主要的遗传物
5、质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 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 核酸 种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA 遗传 物质 DNA DNA DNA RNA 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 -13- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 预习反馈 1.判断正误。 (1)肺炎链球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律。 ( ) (2)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验直接证明了DNA是“转
6、化 因子”。( ) (3)在艾弗里的实验中,DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸, 因此不能使R型细菌发生转化。( ) (4)肺炎链球菌转化成功的关键是R型活细菌+S型细菌的DNA。 ( ) -14- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 (5)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证 明了DNA是遗传物质。( ) (6)噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统。 ( ) (7)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA 注入大肠杆菌细胞中。( ) (8)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是细菌的遗传
7、物质。( ) -15- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 2.连线。 -16- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 答案: -17- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 3.肺炎链球菌的转化实验中,发生转化的细菌和含转化因子的细菌 分别是( ) A.R型细菌和S型细菌 B.R型细菌和R型细菌 C.S型细菌和S型细菌 D.S型细菌和R型细菌 答案:A 解析:肺炎链球菌转化实验证明灭活的S型细菌含有某种转化因子, 它能使R型活细菌转化为S型细菌。 -18- 第1节
8、DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课前篇自主预习 4.赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,下 列被标记的部分组合是( ) A. B. C. D. 答案:A 解析:组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸,而P是噬菌体DNA组 成成分磷酸的构成元素,对照图解标号被标记的部分应分别选择 。 -19- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验 情境导引 结合教材“肺炎链球菌的转化实验”,完成下表并回答问题。 项目 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思
9、 艾弗里 培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外) 实验原则 与 的致病性对照 将 破 碎,并除去绝大部分糖类、 蛋白质和脂质后,制成细 胞提取物,用非酶法和酶 解法相互对照 实验结果 加热致死的S型细菌能 使 S型细菌的 使 R型细菌转化为S型细菌 -20- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 项目 体内转化实验 体外转化实验 实验结论 S型细菌体内有“ ” S型细菌的 是 遗传物质 联 系 所用材料相同,都是肺炎链球菌(R型和S型); 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”
10、是DNA; 两实验都遵循 原则、 原 则 答案:R型细菌 S型细菌 加热致死的S型细菌 R型活细菌转化 为S型活细菌 DNA 转化因子 DNA 对照 单一变量 -21- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 1.格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,R型活细菌与加热致死的S型 细菌混合注射到小鼠体内后,从死亡小鼠中是否只分离出S型活细 菌? 提示:不是,分离出S型活细菌和R型活细菌,且R型活细菌数量多。 2.如果把S型细菌的DNA提取出来后,直接注射到小鼠体内,能否从 小鼠体内分离得到S型细菌? 提示:不能,因为S型细菌的DNA能使R型细
11、菌转化为S型细菌的前 提,是S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA发生重组,直接将S型细 菌的DNA注入小鼠体内,DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而 失去作用。 -22- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 3.请分析艾弗里的实验设计思路。 提示:利用酶的专一性特点,分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA 酶处理S型细菌的细胞提取液,然后分别与R型活细菌混合培养,观 察它们的作用。 -23- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 归纳提升 1.对“转化”的理解 (1)肺
12、炎链球菌转化实验中,S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的 DNA中,使R型细菌细胞获得了新的遗传信息。 (2)发生转化的只是少部分R型细菌。由于受到DNA的纯度、两种 细菌的亲缘关系、R型细菌的状态等因素的影响,并不是所有的R 型细菌都转化成S型细菌,只是少部分R型细菌转化成S型细菌。 -24- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 2.格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实 验二)的三个“不同” -25- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 典例剖
13、析 (多选)(2020 山东济南检测)下图是“肺炎链球菌转化实验”的部分 研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质,而蛋白质和荚膜多糖不 是遗传物质”的是( ) A. B. C. D. -26- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 答案:ABCD 解析:实验中R型活细菌在S型细菌的DNA作用下,转化为S型细 菌,说明DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性, 还要设计一系列对照实验,题中的均分别与构成对照实验, 说明S型细菌的蛋白质和多糖荚膜都不能使R型活细菌发生转化, 即证明了蛋白质和多糖荚膜不是遗传物质。 -27-
14、第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 活学活练 1.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验,如下表所示。 下列说法错误的是( ) 实验组号 接种菌型 加入物质 R型 S型细菌的 细胞提取物 R型 蛋白酶 R型 RNA酶 R型 酯酶 R型 DNA酶 A.均会出现S型活细菌 B.利用了酶的专一性 C.实验设计严格遵循了单一变量原则 D.通过本实验说明DNA是主要的遗传物质 -28- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 答案:D 解析:的S型细菌的细胞提取物中均含有DN
15、A,与R型活细菌 混合培养后会出现S型活细菌,A项正确;本实验设计采用了自变量 控制中的“减法原理”,利用了酶的专一性,特异性地去除了S型细菌 的细胞提取物中的蛋白质、RNA、酯类、DNA等成分,严格遵循 了单一变量原则,B、C两项正确;本实验只能说明DNA是遗传物质, 而不能说明DNA是主要的遗传物质,D项错误。 -29- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 2.下图为科研工作者所做的“肺炎链球菌转化实验”的步骤,分析有 关描述,正确的是( ) A.该实验证明起转化作用的物质是DNA B.1、2、3组为该实验的对照组 C.第4组
16、中加热致死的S型细菌转化成了R型细菌 D.该实验证明灭活的S型细菌可以复活 -30- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 答案:B 解析:加热致死的S型细菌的各种成分都存在,故不能确定是哪种成 分或结构使R型细菌发生转化,A项错误;该实验中,4组为实验组,1、 2、3组为对照组,B项正确;加热致死的S型细菌能将R型细菌转化为 S型细菌,C项错误;比较3、4两组,可看出S型细菌并非复活,而是S型 细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,D项错误。 -31- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习
17、课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 情境导引 结合教材“噬菌体侵染细菌实验”完成填空,并回答相关问题。 -32- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 答案:35S 32P 35S 32P 沉淀物 上清液 上清液 沉淀物 32P 35S DNA 蛋白质外壳 DNA -33- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 1.32P和35S分别标记噬菌体的什么物质?用14C是否可行? 提示: 32 P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质。
18、用14C不可行。 由于C元素是DNA和蛋白质的共有元素,无法将DNA和蛋白质区分 开。 2.能否利用含32P和35S的普通培养基来培养T2噬菌体? 提示:噬菌体营寄生生活,无法利用普通培养基中的营养物质。故 应先培养大肠杆菌使大肠杆菌被标记,然后再利用被标记的大肠杆 菌培养噬菌体。 -34- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 3.实验过程中搅拌、离心的目的是什么?上清液和沉淀物中分别含 有什么成分? 提示:搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面上的噬菌体与细菌分离; 离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管 的沉淀
19、物中留下被侵染的大肠杆菌。由于噬菌体颗粒较轻,离心后 进入上清液,被感染的大肠杆菌进入沉淀物。 -35- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 归纳提升 1.噬菌体侵染细菌的实验结果中放射性物质的分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,理论上讲,32P全部存在于沉 淀物中,上清液的放射性为0;实际上,上清液中有少量放射性,原因 有以下两种。 原因 分 析 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,使上清液出现放射性 保温时 间过长 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体,子 代噬菌体经离心
20、后分布于上清液,也会使上清液 出现放射性 -36- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,沉淀物中也有少量放射性 的原因:搅拌不充分,有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大 肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的 放射性。 -37- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 2.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)设计思路 异同点 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 思路相同 设法将
21、DNA与其他物质分开,单独、直接地研究它 们各自不同的遗传功能 处理方 式区别 酶处理法:利用蛋白酶、 RNA酶、酯酶、DNA酶分 别处理S型细菌细胞提取物 ,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) -38- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 (2)对照实验 肺炎链球菌转化实验中的相互对照 -39- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 -40- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前
22、篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 (3)实验结论 肺炎链球菌体外转化实验的结论:证明DNA是遗传物质,蛋白质 不是遗传物质。 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。 -41- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 典例剖析 (多选)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检 测,上清液的放射性占10%,沉淀物的放射性占90%。上清液带有放 射性的原因不可能是( ) A.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌 B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体
23、未与细菌分离 C.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中 -42- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 答案:ABD 解析:噬菌体侵染大肠杆菌,经过搅拌、离心,上清液含较轻的噬菌 体,沉淀物含被侵染的大肠杆菌,A项错误;搅拌不充分,噬菌体与细 菌未分离,放射性应出现在沉淀物中,B项错误;32P标记的是噬菌体 的DNA,噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA,子代噬菌体的 DNA带有放射性,上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠 杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,C项正确、D项错误。 -43- 第1节 DNA是主要的遗传物质 课前篇自主预习 课堂篇探究学习 课堂篇探究学习 探究点一 探究点二 活学活练 (2020 山东烟台检测)关于T2噬菌体的叙述,正确的是( ) A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D.T2噬菌体可利用宿主体内的物质大量增殖 答案:D 解析:T2噬菌体核酸中不含硫元素。T2噬菌体不能寄生在酵母菌 细胞中。T2噬菌体的遗传物质是DNA。T2噬菌体作为病毒,只能 利用宿主细胞的物质进行增殖。
