第一课时 DNA是主要的遗传物质

第一节探索遗传物质的过程第四章遗传的分子基础第一课时DNA是主要的遗传物质种瓜得瓜种豆得豆“滴血验亲”是影视剧中的经典桥段，但现在的科学告诉我们，实际上这是没有任何科学依据的。现在能通过一种物质更加精确地鉴定一个人的身份，那就是——核酸。核酸决定一切生物物种的特性。【思考】核酸为什么能决定生物的性状呢？1.掌握肺炎球菌转化实验的过程和结论。(重、难点)2.掌握噬菌体侵染大肠杆菌实验的方法、过程及结论。(重、难点)3.理解DNA是主要遗传物质的结论。一、格里菲思的肺炎球菌的转化实验1.肺炎球菌的类型菌落粗糙菌体无荚膜无毒性（2）R型球菌：菌落光滑菌体有荚膜有毒性（1）S型球菌：小鼠死亡小鼠存活2.实验过程小鼠存活小鼠死亡积极思维3.分析与结论⑴为什么第四组实验将R型活球菌和加热杀死后的S型球菌混合后注射到小鼠体内，会导致小鼠死亡？因为R型球菌转化成了有毒性的S型球菌,使小鼠患败血病而死亡。⑵在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S型活球菌的后代也是有毒性的S型球菌,这说明这种性状的转化可不可以遗传？这种性状的转化是可以遗传的。在加热杀死的S型球菌中含有哪些物质？多糖蛋白质其他物质DNA加热杀死的S型球菌如何确定哪种物质是遗传物质呢？把从S型球菌中分离、提取出的各种成分，单独地、直接地作用于R型球菌。二、1944年化学家艾弗里以及合作者的实验1.S型球菌的化学组成DNA、蛋白质、多糖等物质。

2.实验过程：多糖蛋白质其他物质DNA分别与R型活球菌混合培养

R

RRSRS型活球菌3.艾弗里实验发现：构成S型球菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使R型球菌的致病性发生了转化。像DNA这样，能携带遗传信息，控制生物体的特定性状，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质，称为遗传物质。都遵循对照原则、单一变量原则。格里菲思和艾弗里的肺炎球菌的转化实验有什么相似之处？艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。怎样才能更有说服力呢?有没有比细菌更为简单的实验材料呢？？思维碰撞三、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验DNA1.T2噬菌体：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。蛋白质（C、H、O、N、P）（C、H、O、N、S）噬菌体侵染大肠杆菌的动态过程：吸附侵染合成组装释放侵染别的大肠杆菌为何以噬菌体作为实验材料？？？因为染色体主要由DNA和蛋白质组成，而噬菌体与染色体的成分很相似。

如何证明被注入的是DNA而不是蛋白质？同位素标记法，一组噬菌体用蛋白质外壳特有的元素35S标记，另一组用DNA特有的元素32P标记。如何让噬菌体被标记？？分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。

2.实验过程3.分析与结论只有DNA进入大肠杆菌的体内，而蛋白质外壳仍留在外面。⑴该实验表明当噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA和蛋白质这两种物质中只有哪种物质进入了大肠杆菌体内？积极思维子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。（DNA才是真正的遗传物质）⑵该实验说明子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的还是蛋白质遗传的？小结：列表比较DNA是遗传物质的实验证据肺炎球菌转化实验噬菌体侵染大肠杆菌实验实验的共同点①设计思路:设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。②都遵循了对照原则。DNA是唯一的遗传物质吗？烟草花叶病毒是一类RNA病毒，由RNA和蛋白质组成，它可以感染烟草使其呈现花叶病。【例】某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌③用15N标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌保温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【解题关键】解答本题的关键是明确被标记的元素在哪些物质中含有，这些物质分别存在于生物体哪些结构中，在此基础上，还要分清楚上清液和沉淀物中分别含有哪类物质。【解析】选B。首先要明确上清液主要的成分是噬菌体的蛋白质外壳，而沉淀物是大肠杆菌，而且噬菌体的DNA会侵染到大肠杆菌中。①中用32P标记噬菌体DNA，故放射性主要存在于沉淀物中；②中用35S标记大肠杆菌的蛋白质，故放射性主要存在于沉淀物中；③中用15N标记噬菌体，在其蛋白质外壳和DNA中都含有标记元素，故放射性既存在于沉淀物中，又存在于上清液中。四、烟草花叶病毒感染烟草实验1956年科学家发现，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。RNA是一些不含DNA的病毒的遗传物质。流感病毒、脊髓灰白质炎病毒等病毒的遗传物质也是RNA。细胞生物

（真核、原核）非细胞生物

（病毒）核酸遗传物质DNA和RNADNADNARNADNARNA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。小结：噬菌体侵染大肠杆菌实验D1.格里菲思用肺炎球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（）A.证明了DNA是遗传物质B.证明了RNA是遗传物质C.证明了蛋白质是遗传物质D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质【解析】英国科学家格里菲思只是通过肺炎球菌的转化实验，推出杀死小鼠的S型球菌中含有促进转化的活性物质，没有具体证明何种物质是遗传物质。2.下图是“肺炎球菌的转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是(

)A.①②④

B.①②③C.①③④D.①②③④D【解析】本题主要考查肺炎球菌的转化实验，解答本题可以从以下三点分析：①需要将S型大肠杆菌中的DNA、蛋白质、多糖等成分分离，分别与R型大肠杆菌混合培养。②DNA酶能将DNA水解而使其失活。③分析结果时，注意实验中的对照原则。3.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体②35S和32P分别标记噬菌体③放射性检测④离心分离实验步骤的先后顺序为()A.①②③④ B.④②①③C.②①④③ D.②①③④C【解析】T2噬菌体是由蛋白质外壳和DNA组成的，用放射性同位素35S和32P可以分别对其进行标记，然后让其感染细菌（培养噬菌体），再进行离心分离，最后进行放射性检测，发现进入细菌体内的只有DNA，从而得出DNA是遗传物质的结论。4.噬菌体在增殖过程中利用的模板和原料的提供者分别是()A.都是噬菌体B.噬菌体和细菌C.都是细菌D.细菌和噬菌体【解析】噬菌体侵染细菌时注入的是DNA，在细菌细胞内以亲代噬菌体的DNA为模板，以细菌的四种游离的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成并组装形成子代噬菌体。B5.下图为肺炎球菌转化实验的图解。请回答：（1）分析图A可以看出，加热杀死的有毒的S型球菌与活的R型无毒球菌混合注入小鼠体内，小鼠将

，原因是

。S型R型（2）若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组

。A.14C和18O B.35S和32PC.14C和32P D.35S和18O（3）分析图B可以看出，该实验获得成功的最关键设计是

。【解析】此题考查肺炎球菌的转化实验和结论。（1）分析图A可以看出，活的R型无毒球菌与加热杀死的有毒的S型球菌混合后，可转化为活的有毒性的S型球菌，小鼠将死亡。（2）蛋白质含有元素S不含元素P，核酸含有元素P而不含元素S，因此可用35S和32P分别对蛋白质和DNA进行标记。

（3）分析图B可知，加入死的S型球菌的DNA，无毒的R型球菌发生转化，表现为S型球菌的性状，这说明S型球菌的