高中生物必修二课件：3-1 DNA是主要的遗传物质

第9课时DNA是主要的遗传物质学习目标1.掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论(重难点)；2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结果的分析(重难点)；3.理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵和理由(重点)。|基础知识|一、肺炎双球菌转化实验1.格里菲思的体内转化实验(1)两种类型的肺炎双球菌：S型细菌的菌落

，可使人患肺炎或小鼠患

。表面光滑败血病(2)实验过程：第一组：给小鼠注射

，结果是

。第二组：给小鼠注射

，结果是小鼠

，且从小鼠体内分离出

。第三组：注射加热杀死后的________，结果是小鼠________。第四组：将

与加热杀死后的S型细菌混合后注射，结果是

，且从小鼠体内分离出

。(3)实验结论：S型细菌含有促进R型细菌转化成S型细菌的

。R型活菌小鼠不死亡S型活菌死亡S型活菌S型活菌不死亡R型活菌小鼠死亡S型活菌转化因子2.艾弗里的体外转化实验R型菌＋S型菌的DNA→出现

。R型菌＋S型菌的蛋白质或荚膜多糖→只长

。R型菌＋S型菌的DNA＋DNA酶→只长

。R型菌和S型菌R型菌R型菌二、噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体的结构和成分头部DNA尾部蛋白质2.该实验分两个分组，请完善下图两个实验的流程图35S35S搅拌离心高低35S35P搅拌35P离心低高35P3.实验结论和肺炎双球菌体外转化实验一样，都证明了______是遗传物质。三、DNA是主要的遗传物质由于

，所以DNA是主要的遗传物质。DNA大部分生物的遗传物质是DNA|自查自纠|1.格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(

)2.艾弗里的体外转化实验证明了让R型细菌发生转化的因子是DNA(

)3.35S和32P分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质(

)4.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，放射性都出现在上清液中(

)5.由于大部分具有细胞生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质(

)答案1.×

2.√

3.×

4.×

5.×|图解图说|S型细菌的转化作用。注意：格里菲思和艾弗里的实验结论不同，格里菲思的实验只证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子，艾弗里的实验才证明DNA是遗传物质。|图解图说|S型细菌的转化作用。注意：格里菲思和艾弗里的实验结论不同，格里菲思的实验只证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子，艾弗里的实验才证明DNA是遗传物质。★噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，DNA进入细菌，并利用宿主内物质合成自身物质，因此子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的DNA，蛋白质还是细菌。先培养含32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得32P标记的噬菌体。先培养含32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得32P标记的噬菌体。肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验是否都能证明DNA是主要的遗传物质？提示：不能，这两个实验都只证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。探究点一肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验根据教材P43图3－2回答下列问题：(1)第一组和第二组实验对照能得到什么结论？提示：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。(2)第二组和第三组实验对照能得到什么结论？提示：加热能使S型细菌失去毒性。(3)四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论？提示：第四组。不能，只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”。探究点一肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验根据教材P43图3－2回答下列问题：(1)第一组和第二组实验对照能得到什么结论？提示：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。(2)第二组和第三组实验对照能得到什么结论？提示：加热能使S型细菌失去毒性。(3)四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论？提示：第四组。不能，只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”。(1)本实验中的“转化”指的是R型细菌成为S型细菌。(2)格里菲思的实验只能证明S型细菌含有转化因子。2.艾弗里的体外转化实验请根据教材P44图3－3思考下列问题：(1)哪一组发生了R型菌的转化？发生转化的原因是什么？提示：第一组，R型菌得到了S型菌的遗传物质。(2)第三组和第一组相对照，为什么能更有力地说明DNA是遗传物质？提示：第三组中的DNA酶将DNA水解，与第一组对照，能说明DNA是遗传物质，而DNA的基本单位——脱氧核苷酸不是遗传物质。(3)第一组中是不是全部的R型菌都转化为S型菌？转化率的高低与什么因素有关？提示：不是，DNA的纯度决定其转化率，纯度越高则转化率也越高。(3)第一组中是不是全部的R型菌都转化为S型菌？转化率的高低与什么因素有关？提示：不是，DNA的纯度决定其转化率，纯度越高则转化率也越高。【典例1】

下列有关肺炎双球菌转化实验的叙述中，错误的是(

)A.格里菲思和艾弗里所做的分别是体内转化实验和体外转化实验B.格里菲思的实验只能证明S型菌含有能让R型菌发生转化的因子C.艾弗里将S型菌的DNA或蛋白质与R型菌混合培养，均能发生细菌转化D.“DNA＋DNA酶”的一组中能证明DNA的水解产物不是遗传物质尝试解答________解析格里菲思和艾弗里分别做了体内转化实验和体外转化实验，其中体内转化实验并不能证明DNA是遗传物质，只能证明S型菌含能让R型菌发生转化的因子，A、B正确。只有S型菌的DNA才是“转化因子”，蛋白质不能让R型菌发生转化，C错误。DNA被DNA酶催化水解，且该组细菌没有发生转化，所以“DNA＋DNA酶”的一组中能证明DNA的水解产物不是遗传物质，D正确。答案C【跟踪训练】1.肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。下图为所做的细菌转化实验。相关说法错误的是(

)A.丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡B.能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组C.戊组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌D.丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代解析含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。答案D探究点二噬菌体侵染细菌的实验分析请你根据教材P45图3－6回答下列问题：1.处理方法分析(1)两个实验分组中，为什么要分别用35S和32P标记噬菌体？为什么不能用14C或18O或3H进行标记？提示：35S和32P可以分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，用不同的放射性同位素标记噬菌体，可以探究是何种成分侵染大肠杆菌。不能，因为噬菌体的蛋白质和DNA中都含有C、H、O。(2)搅拌和离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。2.实验结果分析(1)两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性分布“有、无”还是“高、低”？提示：高、低。(2)如果用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组搅拌不充分，实验结果会有怎样的异常现象？提示：沉淀物中的放射性会升高，上清液中的放射性会降低。(3)在32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，保温时间过长或过短，会出现怎样的异常现象？其原因分别是什么？提示：保温时间过长或保温时间过短，都会导致上清液放射性升高，沉淀物中放射性降低。保温时间过久，侵染大肠杆菌的噬菌体增殖使大肠杆菌细胞裂解，释放出的噬菌体经离心后分布于上清液中；保温时间过短，一些被标记的噬菌体未侵染入大肠杆菌，经离心后也分布于上清液中。噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个易误点(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)不能标记C、H、O、N，因这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质分开。(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。【典例2】

某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是(

)A.35S标记的是噬菌体的DNAB.沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关C.上清液a中放射性较强D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质尝试解答________解析35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，DNA不含有S元素，A错误；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀中，使沉淀物b中放射性增强，该实验没有标记DNA，不能说明DNA的作用，故不能证明DNA是遗传物质，B、D正确；充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液a中放射性较强，C正确。答案A【跟踪训练】2.“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是(

)A.①需要利用分别含有35S和32P的细菌B.②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败C.③的作用是加速细菌的解体D.④的结果是沉淀物中检测到放射性解析①需要利用分别含有35S和32P的细菌；②中少量噬菌体未侵入细菌不会导致实验失败，只要有大量噬菌体侵入细菌就能表明遗传物质的传递情况；③的作用是加速噬菌体和细菌的分离；④的结果是上清液或沉淀物中分别检测到放射性。答案A探究点三DNA为什么是“主要的”遗传物质1.病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？2.细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？3.为什么说DNA是主要的遗传物质？提示：一种、四种、一种和四种。提示：两种、八种、两种和五种。提示：因为大部分生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。(1)虽然细胞中同时含DNA和RNA，但所有细胞的遗传物质都是DNA。(2)病毒中的核酸只有一种——DNA或RNA，不管是哪种核酸，只要是病毒所具有的核酸均是其遗传物质。【典例3】

下列关于核酸和遗传物质的叙述中，正确的是(

)A.原核细胞中的遗传物质是RNA，真核细胞中的遗传物质是DNAB.病毒中的遗传物质是RNA，细胞中的遗传物质是DNAC.由于大部分细胞中的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质D.病毒中所含有的核酸就是该病毒的遗传物质尝试解答________解析无论是哪种细胞，细胞中的遗传物质一定是DNA，A错误。有的病毒遗传物质是RNA，有的是DNA，B错误。全部的细胞中遗传物质都是DNA，因为大部分生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质，C错误。病毒中的核酸是DNA或RNA，不管是哪种核酸，都是遗传物质，D正确。答案D【跟踪训练】3.下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是(

)A.细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNAB.“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质C.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNAD.细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA解析细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质也是DNA，A错误；“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质，B错误；细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA或DNA，D错误。答案C1.艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是(

)A.S型菌的蛋白质＋R型菌B.S型菌的多糖＋R型菌C.S型菌的DNA＋R型菌D.S型菌的多糖＋S型菌的蛋白质＋R型菌解析表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白质和多糖不是遗传物质，菌落中只有R型菌落，C项中加入了S型菌的DNA，所以可以使R型菌进行转化，出现S型菌落。答案C2.1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型细菌的DNA加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现其中的部分R型细菌转化成了S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象不能说明的是(

)A.S型细菌的性状是由其DNA决定的B.在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中C.DNA是主要的遗传物质D.DNA是遗传物质解析题干所述实验能说明DNA是遗传物质。DNA是主要的遗传物质的结论的得出是基于绝大多数生物是以DNA作为遗传物质。答案C3.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是主要的遗传物质解析32P、35S应分别标记不同组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，D错误。答案B4.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都能证明DNA是遗传物质，这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(

)A.两者都运用了①和②B.前者运用了①，后者运用了②C.前者只运用了②，后者运用了①和②D.前者只运用了①，后者运用了①和②解析艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还运用了放射性同位素标记法。答案D5.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，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RNAC.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。答案C4.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都能证明DNA是遗传物质，这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(

)A.两者都运用了①和②B.前者运用了①，后者运用了②C.前者只运用了②，后者运用了①和②D.前者只运用了①，后者运用了①和②3.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|自查自纠|1.格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(

)2.艾弗里的体外转化实验证明了让R型细菌发生转化的因子是DNA(

)3.35S和32P分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质(

)4.用35S标记的噬菌体侵染大