2020人教版生物必修2第3章第1节DNA是主要的遗传物质

1、第 1 节 DNA 是主要的遗传物质学习目标核心素养1.分析比较本节三大实验的实验方法和实1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验结论 ，体验探究生物遗传物质的实验思验的过程和结论。 （重、难点 ）路。2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、2.查阅相关资料 ，深入理解 “烟草花叶病过程及结论。 （重、难点 ）毒的感染实验 ”。3.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。、对遗传物质的早期推测、肺炎链球菌转化实验1肺炎链球菌的类型 连线 2肺炎链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1T2 噬菌体的结构

2、与代谢标记大肠杆菌标记 T2 噬菌体2实验方法： 放射性同位素标记技术。3实验过程大肠杆菌含 35S的培 养基 含 35S 的大肠杆菌大肠杆菌含 32P的培 养基 含 _32P 的大肠杆菌T2噬菌体含 35S的大肠杆菌 含35S的T2噬菌体T2噬菌体含 32P的大肠杆菌 含32P的T2噬菌体两组已标记 的T2噬菌 体分别侵染未标记的大 肠杆菌含35S的噬菌体大肠杆菌 短时保温后离心 上清液放射性很高 (含35S)，沉淀 物放射性很低含 32P的噬菌体大肠杆菌短时保温后离心上清液放射性很低，沉淀物放射性很高 (含32P)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

3、物质35S标记蛋白质无无4实验结果及结论四、 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烟草花叶病毒 组成RNA (核酸)蛋白质(外壳)(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 ，因此 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艾弗里实验中加热致死的

4、 S 型菌的提取物加入 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× 艾弗里实验中加热致死的 S型菌的提取物加入 R 型菌的培养基上生 存的细菌不都是 S型

5、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 ，有些病毒的遗传物质是 DNA 。肺炎链球菌的转化实验问题探究 1格里菲思的肺炎链球菌转化实验中， R 型活细菌与加热后杀死的 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型活细菌数量较多。 2R 型菌转化为 S 型菌的实质是什么？ 提示：转化的实质是基因重组。归纳总结 1肺炎链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

6、细菌培养在小鼠体内体外培养基实验原则R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照加热 S 型细菌提取物及其经酶处 理后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取和经酶处理后，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.实验

7、拓展分析(1)在加热杀死 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降低又逐渐恢复活性。(2) 转化后形成的 S 型细菌的性状可以遗传下去， 说明 S 型细菌的 DNA 是遗 传物质。1在肺炎链球菌感染小鼠的实验中，下列实验结果不正确的是( )A 注射 R 型菌后，小鼠不死亡B注射 S 型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的 S型菌C注射 R 型菌及热处理的 S型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出 活的 S 型菌D注射 S型菌及热处理的 R 型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活 的 S 型菌C 注射 R 型菌及热处理的 S型菌，S型菌的 DNA 使无毒

8、的 R 型菌转化 为有毒的 S型菌，使小鼠死亡 ，从小鼠体内既能分离出 S型菌 ，又能分离出 R 型菌。2艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他 们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为 ( )A 实验一B实验二C实验三D实验一和三B 实验二中加入的 DNA 酶能分解 S型细菌的 DNA，R 型细菌不能转化 ， 所以只有 R 型细菌一种菌落 ，而实验一和实验三中均可产生 R 型细菌和 S型细 菌两种菌落。 噬菌体侵染细菌的实验问题探究 1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？ 提示： 因为噬菌体营寄生生活 ，故应先培养细菌

9、 ，再用细菌培养噬菌体 ， 而不能直接用培养基培养噬菌体。2如果用 15N、32P、35S 同时标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代 噬菌体中，能够找到的放射性元素及其存在的部位分别在哪里？提示：15N、32P，DNA 。归纳总结 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实验结果分析(1)由放射性的分布说明： 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(2)由细菌裂解释放出的噬菌体，可以检测到 32P 标记

10、的 DNA ，不能检测到35S 标记的蛋白质，说明：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 遗传的。3实验结论(1)直接证明：DNA 是噬菌体的遗传物质。(2)间接证明： 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；DNA 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。(3) 不能证明： DNA 是主要的遗传物质；蛋白质不是遗传物质。 4噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)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： 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。保

11、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。(2)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。1(2017 ·全国卷改编)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 ( )A T2 噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖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

12、T2 噬菌体的核酸类型相同C T2 噬菌体只能侵染大肠杆菌 ，不能侵染肺炎链球菌 ， 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。2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

13、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 DN

14、A 是遗传 物质，没有证明蛋白质不是遗传物质 ，D 错误。 DNA 是主要的遗传物质问题探究 1只有 DNA 是遗传物质吗？提示：不是，绝大多数生物的遗传物质是 DNA ，少部分病毒的遗传物质是 RNA。2若要证明只含有 RNA 和蛋白质的某病毒的遗传物质是 RNA ，其基本实 验思路是什么？提示：设法将其 RNA 和蛋白质分离开 ，然后单独地直接地观察各自的作用 归纳总结 1RNA 是遗传物质的证据 烟草花叶病毒侵染烟草实验(1) 实验分析如下表所示：注射物注射对象症状完整的 TMV( 烟草花叶病毒 )烟草TMV 的病斑TMV 的蛋白质烟草正常，无病斑TMV 的 RNA烟草TMV 的病斑完整

15、的 HRV( 车前草花叶病毒 )烟草HRV 的病斑HRV 的蛋白质烟草正常，无病斑HRV 的 RNA烟草HRV 的病斑HRV 的蛋白质 TMV 的 RNA烟草TMV 的病斑TMV 的蛋白质 HRV 的 RNA烟草HRV 的病斑(2)实验结论：在没有 DNA 的生物体内， RNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。2生物体内核酸的种类及遗传物质的辨别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA 和 RNADNA酵母菌、玉米、人原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物大多数病毒仅有 DNADNAT2 噬菌体极少数病毒仅有 RNARNAHIV 、SARS 病毒通过上述表格可以看出：(1)生物的遗传物质是核

16、酸，即 DNA 或 RNA 。(2)既含有 DNA 又含有 RNA 的生物和只含有 DNA 的生物，其遗传物质是DNA。(3) 只含 RNA 的病毒中， RNA 才作为遗传物质。(4) 由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA ，所以 DNA 是主要的遗传物质误区警示：一种生物只能有一种遗传物质 ，因此在同一种生物体内 ，不存在 “主要遗 传物质 ”和“次要遗传物质 ”之分。1下图所示为某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原 体 ()A 寄生于细胞内，通过 RNA 遗传B可单独生存，通过蛋白质遗传C寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D可单独生存，通过 RNA 遗传A 由图可知，该病原体只由

17、蛋白质外壳和 RNA 组成，所以是 RNA 病毒， 遗传物质是 RNA ，病毒只能寄生在活细胞中 ，A 正确。2下列关于生物遗传物质的说法正确的是 ( )A 同时含有 DNA 和 RNA 的生物的遗传物质是 DNABDNA 是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC真核生物的遗传物质都是 DNA ，病毒的遗传物质都是 RNAD肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA 是主要的遗传物质A 同时含有 DNA 和 RNA 的生物的遗传物质是 DNA，A 项正确； DNA 是主要的遗传物质是指绝大多数生物的遗传物质是 DNA，B 项错误；真核生物 的遗传物质都是 DNA ，RNA

18、病毒的遗传物质是 RNA ，而DNA 病毒的遗传物质 是 DNA ， C 项错误；肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质 ，但没有证明 DNA 是主要的遗传物质 ，D 项错误。 课堂小结 知识网络构建核心语句归纳1.S型肺炎链球菌有荚膜 ，有致病性； R 型肺 炎链球菌无荚膜 ，无致病性。2.在肺炎链球菌转化实验中 ，DNA 才是使 R 型活细菌产生稳定遗传变化的物质。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.肺炎链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

19、 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 ( )A DNA 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肺炎链球菌转化实验证明了 ()A基因位于染色体上B染色体是遗传物质的主要载体CDNA 是遗传物质D在不含 DNA 的生物体内， RNA 是遗传物质答案 C3噬

20、菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是 ( )A 在噬菌体 DNA 的指导下，用细菌的物质合成的B在细菌 DNA 的指导下，用细菌的物质合成的C在噬菌体 DNA 的指导下，用噬菌体的物质合成的D在细菌 DNA 的指导下，用噬菌体的物质合成的A 噬菌体侵染细菌时只将自己的 DNA 注入细菌中 ，其蛋白质外壳留在细 菌外，而在细菌中合成出子代噬菌体的蛋白质外壳和 DNA ，子代噬菌体的蛋白 质外壳是在噬菌体 DNA 的指导下 ，利用细菌的物质合成的。 4某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了 如下实验： 用 32P 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌； 用未标记的

21、噬菌体侵染 35S 标记的大肠杆菌； 用 3H 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。 一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是 ( ) A沉淀物、上清液、沉淀物和上清液B沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C沉淀物、上清液、沉淀物D上清液、上清液、沉淀物和上清液B 在该实验中 ，沉淀物的主要成分是细菌 ，上清液的主要成分为噬菌体 外壳。用32P只能标记噬菌体的 DNA ，在该实验中，噬菌体的 DNA 会进入细 菌体内 ，放射性主要出现在沉淀物中； 直接标记细菌 ，放射性主要出现在沉 淀物中； 用 3H可以标记噬菌体的蛋白质外壳和 DNA ，在该实验中 ，噬菌体 的蛋白质外壳不会进入细菌体内 ，而 DNA 进入细菌体内 ，故放射性会出现在上