3.1DNA是主要的遗传物质课件【知识精研+培优拓展】高一下学期生物人教版必修2

第3章

第1节DNA是主要的遗传物质学习目标1、掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论2、体验探究生物遗传物质的实验思路3、掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论4、分析比较三大实验方法和结论1提出“遗传因子”，并总结遗传规律孟德尔2把“遗传因子”命名为基因约翰逊3提出基因在染色体上的假说萨顿4实验证明基因位于染色体上摩尔根科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质5遗传物质的探索DNA?蛋白质20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论问题探讨DNA蛋白质染色质

染色体1、你认为遗传物质可能具有什么特点？①结构要相对

②能储存大量的

③能准确地

，稳定地传递给下一代。

稳定遗传信息复制

氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。

人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。20世纪20年代20世纪30年代

没发现其他大分子有类似的结构特点。

蛋白质是生物体的遗传物质。意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。

蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。一、对遗传物质的早期推测腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸T脱氧核糖脱氧核糖A脱氧核糖G脱氧核糖C一.肺炎链球菌：类型R型肺炎链球菌S型肺炎链球菌菌体菌落毒性粗糙(Rough)光滑(Smooth)无荚膜有荚膜(本质:多糖)可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡不致病二、肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌R型菌（菌落粗糙）S型菌（菌落光滑）二、肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验体内转化实验—格里菲思体外转化实验—艾弗里小鼠不死亡注射R型活细菌结论：R型细菌无毒小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活菌注射S型活细菌加热致死的S型细菌无毒小鼠不死亡注射加热致死的S型活细菌小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入R型细菌S型活细菌转化S型死细菌肺炎链球菌体内转化实验S型细菌有毒第四组中的小鼠为什么死亡了？预测：小鼠体内有S型活细菌组别实验过程实验结果1R型活细菌小鼠不死亡2S型活细菌小鼠死亡3S型死菌小鼠不死亡4R型活细菌+S型死菌小鼠死亡思考第四组中小鼠体内的S型活细菌从何而来？讨论原因二、肺炎链球菌体内转化实验—格里菲思加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质——转化因子。格里菲思实验说明:转化加热杀死的S型细菌R型活细菌S型活细菌起死回生？直接转化？思考讨论：1、为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？３、该实验可得到什么结论？该实验能否证明DNA是遗传物质？加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活。第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是部分，转化率很低，s型菌少但可遗传。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——转化因子该实验不能证明DNA是遗传物质。多糖脂质蛋白质RNADNA……多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌S型细菌的化学成分分析转化因子究竟是什么物质呢?如何验证到底哪种物质是转化因子呢？将去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质的细胞提取物分别加入有R型细菌的培养基中，观察除去相关物质后，细胞提取物的功能。讨论艾弗里1.实验思路：三、肺炎链球菌体外转化实验—艾弗里三、肺炎链球菌体外转化实验—艾弗里2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；注意：1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；三、肺炎链球菌体外转化实验—艾弗里用DNA酶处理后，细胞提取物失去转化活性DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（转化因子）。3.实验结论：实验

过程：科学方法：“加法原理”和“减法原理”P46与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”三、肺炎链球菌体外转化实验—艾弗里第一组：第二至四组：第五组：实验结果可推测除去的大部分糖类、蛋白质和脂质不是转化因子；蛋白酶、RNA酶和脂酶可水解细胞提取物中剩余的少量蛋白质、RNA和脂质；三组实验结果可推测蛋白质、RNA和脂质不是转化因子；DNA酶可水解除去细胞提取物中的DNA，该组实验结果可推测：①DNA的水解产物不是转化因子；②DNA就是转化因子；三、肺炎链球菌体外转化实验R型细菌转化为S型细菌的本质是什么？S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌属于基因重组三、肺炎链球菌体外转化实验

体内转化实验体外转化实验实验者培养场所实验结论两实验的联系比较体内转化实验和体外转化实验总结格里菲思艾弗里及其同事在小鼠体内培养基（体外）加热致死的S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质或“转化因子”是DNA①所用材料相同：肺炎链球菌②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验是体内转化实验的延伸，进一步证明的转化因子是DNA。③两实验都遵循对照原则、单一变量原则1、下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的说法正确的是(

)A．该实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡B．该实验中，加入S型肺炎链球菌DNA的培养基上只出现光滑型菌落C．艾弗里提取的DNA中掺杂有非常少的蛋白质，实验没有完全排除蛋白质的作用D．肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质课堂练习C课堂练习1、将下列各种细菌注射到小鼠体内，能使小鼠死亡的是（）

①R型活细菌

②S型活细菌③加热杀死后的R型细菌④加热杀死后的S型细菌⑤R型活细菌+加热杀死后的S型细菌⑥S型活细菌+加热杀死后的R型细菌A、①③⑤B、②④⑥C、①⑤⑥D、②⑤⑥D3.（2008·江苏高考）某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：①S型细菌的DNA+DNA酶加入R型细菌注射入小鼠②R型细菌的DNA+DNA酶加入S型细菌注射入小鼠③R型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注射入小鼠④S型细菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是A.存活，存活，存活，死亡B.存活，死亡，存活，死亡C.死亡，死亡，存活，存活D.存活，死亡，存活，存活D3.肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的有毒S型细菌和无毒R型细菌混合后注入小鼠体内，结果在小鼠体内找到了下列类型的哪种细菌（

）A.有毒R型B.有毒S型C.无毒S型D.有毒S型和无毒R型D4.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验，证实（

）

①DNA是遗传物质②RNA是遗传物质③DNA是主要遗传物质④蛋白质不是遗传物质⑤荚膜多糖不是遗传物质⑥DNA能产生可遗传的变异A.①④⑤⑥B.②④⑤⑥C.②③⑤⑥D.③④⑤⑥A活学活用5．利用两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(

)A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌C．F组产生的S型肺炎链球菌可能是基因重组的结果D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组D

艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。思考：有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？赫尔希蔡斯1.实验者：赫尔希和蔡斯2.材料:T2噬菌体组成：蛋白质外壳和DNA2.生活方式：专门寄生于大肠杆菌中（含C、H、O、N、S）（含C、H、O、N、P）三、噬菌体侵染细菌的实验—赫尔希和蔡斯T2噬菌体噬菌体侵染细菌过程吸附注入合成组装释放噬菌体吸附在细菌表面把遗传物质注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体噬菌体的遗传物质是什么，什么物质进入大肠杆菌体内？哪种物质进入大肠杆菌体内DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？放射性分别标记DNA和蛋白质选择什么元素进行放射性标记C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P不可以直接标记噬菌体，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体三、噬菌体侵染细菌的实验放射性同位素标记法直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。×怎样获得35S、32P标记的亲代噬菌体？含放射性同位素35S培养基培养大肠杆菌大肠杆菌35ST2噬菌体35S培养噬菌体含放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌大肠杆菌32PT2噬菌体32P培养噬菌体分别用35S或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。三、噬菌体侵染细菌的实验—赫尔希和蔡斯2.实验方法：3.实验过程：1.实验思路：将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用32P35S放射性同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA）1)先标记细菌:2)再标记噬菌体:①培养带标记的噬菌体：制备含有放射性标记噬菌体过程示意图离心含35S培养基含35S大肠杆菌噬菌体侵染含35S大肠杆菌含35S噬菌体含32P培养基含32P大肠杆菌噬菌体侵染含32P大肠杆菌含32P噬菌体三、噬菌体侵染细菌的实验3、实验过程检测上清液和沉淀物中的放射性物质用标记的噬菌体侵染未标记的细菌噬菌体被35S标记在新形成的噬菌体中没有检测到35S细菌裂解沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高离心后搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体（2）35S标记的噬菌体侵染细菌：离心的目的：让上清液析出噬菌体颗粒，沉淀留下被侵染的大肠杆菌短时间保温三、噬菌体侵染细菌的实验(追踪噬菌体的蛋白质）搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质用标记的噬菌体侵染未标记的细菌噬菌体被32P标记在新形成的噬菌体中检测到32P细菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低离心后搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体3、实验过程（3）32P标记的噬菌体侵染细菌：短时间保温三、噬菌体侵染细菌的实验(追踪噬菌体的DNA）35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因蛋白质很高DNA很低很高很低4.结果分析：5.实验结论：三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内噬菌体的DNA进入到了大肠杆菌体内DNA才是真正的遗传物质子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA传递的此实验不能证明蛋白质不是遗传物质。其蛋白质没有进入细菌噬菌体侵染细菌过程吸附注入合成组装释放噬菌体吸附在细菌表面把遗传物质注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体DNA子代噬菌体的组成物质来源分析①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。②合成T2噬菌体的DNA的原料：③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：

合成T2噬菌体的蛋白质的场所：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体4.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要（

）A.噬菌体的DNA和氨基酸B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸C.细菌的DNA和氨基酸D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸B（1）35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分，导致有少量含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)32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌，离心后分布于上清液保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放，离心后分布于上清液

6、实验误差原因分析三、噬菌体侵染细菌的实验4、1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，有关该实验的说法正确的是(

)A．35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，上清液中的放射性会降低B．35S标记的噬菌体侵染实验中，若离心时间短或转速过慢，沉淀物中的放射性会降低C．32P标记的噬菌体侵染实验中，搅拌时间过长或过短都会降低沉淀物中的放射性D．32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会降低上清液的放射性课堂练习A6、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课堂练习C肺炎链球菌体内转化实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验实验者思路分离方式结论以及各实验的关系设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。同位素标记法：标记DNA和蛋白质证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质格里菲思艾弗里赫尔希和蔡斯加热杀死的S型菌体内有“转化因子”,是体外转化实验的基础。三个经典实验对比减法原理：每组实验特异性去除某种物质

(2020·福建厦门模拟)下列关于肺炎链球菌的体内、体外转化实验，以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是 (

)A．三个实验的设计思路是一致的B．三个实验都用到了同位素标记法C．三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论D．三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA典例5D

5．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，如下图。下列有关分析不正确的是(

)A．理论上，b中不应具有放射性B．b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关C．b中是否含有放射性，与①过程中培养时间的长短有关D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质CSARS病毒艾滋病病毒（HIV）少数病毒的遗传物质是RNACOVID--19流感病毒埃博拉病毒只有DNA是遗传物质吗？蛋白质RNA患病不患病得到全新病毒不能得到病毒实验：烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验烟草花叶病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？实验结论—分别侵染健康烟草植株四、RNA是遗传物质的实验证据生物类型细胞生物非细胞生物真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒实例真菌、原生生物、所有动植物细菌、蓝细菌、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____________DNARNA归纳：绝大多数生物的遗传物质是______，只有极少数病毒的遗传物质是______。结论：_______是主要的遗传物质。

DNADNADNARNADNA2、DNA是主要的遗传物质细胞生物含有DNA和RNA病毒含有DNA或RNADNA病毒RNA病毒遗传物质是DNA遗传物质是RNA绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物的遗传物质是

RNADNA是主要的遗传物质！！具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。有细胞结构的生物遗传物质是DNA,病毒遗传物质为DNA或RNA。五、科学结论的得出——DNA是主要的遗传物质注意：没有一个实验能直接证明DNA是主要的遗传物质格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子是什么加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据DNA是主要的遗传物质习题巩固1.下列关于生物遗传物质的叙述中，正确的是(

)A．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNAB．所有生物的遗传物质都是DNAC．具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，

病毒的遗传物质是RNAD．生物的遗传物质是DNA或RNA，

具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA

D习题巩固2.下列关于遗传物质的说法，错误的是(

)①真核生物的遗传物质是DNA

②原核生物的遗传物质是RNA

③细胞核的遗传物质是DNA

④细胞质的遗传物质是RNA

⑤HIV病毒的遗传物质是DNA或RNA

A．①②③B．②③④C．②④⑤D．③④⑤C3.DNA是主要的遗传物质是指 (

)A．遗传物质的主要载体是染色体B．多数生物的遗传物质是DNAC．细胞里的DNA大部分在染色体上D．染色体在遗传中起主要作用B

[解析]

生物的遗传物质是DNA或RNA，因多数生物的遗传物质是DNA，故DNA是主要的遗传物质。习题巩固课后练习一、概念检测1、D

2、A二、拓展应用1.实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。2.肺炎链球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地自我复制；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。7、赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是（）A.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离B.32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C.如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性较高D.噬菌体吸收和利用培养基中含有32P的核苷酸从而被标记D活学活用3、如图为“噬菌体侵染大肠杆菌实验”的实验流程，第一组实验用的是35S标记的噬菌体，第二组实验用的是32P标记的大肠杆菌。则下列关于该实验的描述，理论上正确的是(

)A.第一组实验的上清液中放射性强，沉淀物中无放射性B.第二组实验的上清液和沉淀物中均无放射性C.实验中噬菌体是用35S直接标记的D.35S标记的是噬菌体的DNA，32P标记的是大肠杆菌的蛋白质课堂练习A7、下图表示同位素32P、35S分别标记T2噬菌体和大肠杆菌的DNA和蛋白质（氨基酸），然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体的DNA分子和蛋白质分子含有的元素（仅考虑P和S）应分别是（）课堂练习BA．31P、32P；32S

B．31P、32P；35SC．31P、32P；32S、35S

D．32P、32S；35S6.在“噬菌体侵染细菌的实验”中，可通过某操作实现如图所示变化。该操作是A.用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNAB.将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合C.将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌D.离心并检测上清液和沉淀物中的放射性√1234567891011121314151617189.如图所示，两种不同的植物病毒甲、乙，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是√123456789101112131415161718B组综合强化练11.将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是A.R型细菌中的转化因子促使R型细菌

转化为S型细菌B.曲线ab段与bc段相比，小鼠体内抵抗

R型细菌的物质更多C.曲线bc段绝大多数的R型细菌转化成

了S型细菌D.cd段R型细菌数量上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力√12345678910111213141516171814.关于赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”，下列分析正确的是A.35S标记组：培养时间过长，沉淀物放射性增强B.32P标记组：搅拌不够充分，上清液放射性增强C.35S标记组：培养时间越长，含35S的子代噬菌体比例越高D.32P标记组：培养时间越长，含32P的子代噬菌