高中生物【DNA是主要的遗传物质】教学资料

高中生物【DNA是主要的遗传物质】教学资料

教材0自主导读

「属于原核生物

一、肺炎链球菌的转化实验

1.肺炎链球菌的特点

厂菌落表面国__________

^^二种苗增殖产甘的肉眼可见的孑拗胞群体

S型

细菌—菌体©—多糖类的荚膜

肺

致病性对抑菌才保非作用

炎sg

1-国

链

球

菌厂菌落表面图

型

R一菌体无多糖类的荚膜

am

致病性

2.体内转化实验——格里菲思的实验

(1)实验人员：格里菲思。

(2)实验目的：以小鼠为实验材料，研究囱_________的致病情况。

(3)过程及结果

注射

第-组卷尸小鼠不死亡

R型活细菌

右。小鼠死亡

第二组

研从死亡小鼠体内分

S型活细菌遇7离出s型活细菌

注射

第三组卷)嗯叵杀.国条小鼠不死亡

加热致死的S型细菌

注射I苗族上

⑥w-0线黑体内分

第四组

离出逑衅道

部分R型匆苜弱化为S型御蓄，其庶理爰基因童俎

(4)结果分析

①第一组实验结果说明R型细菌国_______________致病性。

②第二组实验结果说明S型细菌图_______________致病性。

③第二组和第9组比较，说明加热致死的s型细菌已失活，致病性消失。

④第一组至第四组结果说明园_______________________可以使R型活细菌转化为S

型活细菌。

(5)实验结论:已经加热致死的S型细菌含有“圜_______

J格里菲思只证明了S型细菌体内“转化因子”的存在，未证明转化因子

的本质

"，促使R型活细菌转化为S型活细菌，且可以遗传。

「肺炎链球菌在人工培养基中繁殖

3.体处转化实验—艾弗里的实验

(1)实验人员：H及其同事。

(2)实验过程

「提取物

_提取物+

去除绝蛋白酶

大部分

糖类、蛋T

白质和提取物+

三减

脂质，制RNA酶分型细菌

R法

致开成细胞

髓！提取物/原

提取物+-理

细菌如::一►能叱

酯酶“R型细菌D,R型细菌

提取物+

DNA水解为w*^

DNA酶

种脱妾核与酸、R型细菌

(3)实验表明：细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是园.

(4)实验结论：圜________才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验

「属于病毒，不能利用培养基直接培养

1.T2噬菌体的结构

—外壳：回___________,含s

®—a:含p

生活方式:图__________在大肠杆菌体内

'增殖：在自身遗传物质的作用下，利用图

体内的物质来合成自身的组成成分

丁■包器舔、点料、ATP等

2.实验过程

:大肠杆菌+含3ss的培养基一含网

［的大肠把菌_________________________

肠杆菌:大肠杆菌+含32P的培养基一

也太里菌_________________________

：T2噬菌体+含”S的大肠杆菌f含因

标记T2L幽T2噬菌他........................

噬菌体JT2噬菌体+含32P的大肠杆菌一含园____

；的12噬菌体

含35s的主要■含噬菌体和噬|体外壳

甲组噬菌体邈巨检测上输和沉淀物的

已标记

+离心放射件

的T2噬细菌以划任主要含大肠杆菌

菌体侵相互对递

染未标

/谷郎而

记的大

肠杆菌乙细噬菌体搅拌后检测上清液和沉淀物

〜；加%离心’的放射性

:细菌

3.实验结果及结论

⑴结果

①甲组上清液的放射性图_______,沉淀物的放射性很低。

②乙组上清液的放射性图_______,沉淀物的放射性很高。

(2)分析

①噬菌体侵染细菌时，s进入细菌的细胞中，而圜______________仍留

在细胞外。

②子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的园_______遗传的。

③结论:H_______是噬菌体的遗传物质。

、不能证明蛋白质不是遗传物质

三、DNA是主要的遗传物质

1.烟草花叶病毒侵染烟草的实验

(1)实验材料

组成是一种网病毒,只有国

烟草花成分和圈,不含有DNA

叶病毒普能感染回

第一组一从烟草花叶病毒中提取图

_________+感染烟草f烟草未

感染病毒

「两狙实验相互形成对缭

第4组—从烟草花叶病毒中提取图—

+感染烟草f烟草感

染病毒

(3)实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。

2.DNA是主要的遗传物质

'因绝大多数生物的遗传物质是DNA

真核包担动物、植物、真

有细胞结J生物—菌和原生生物等

遗传物

构的生物原核姬蓝细菌、放线生物质是

生生物菌等0_

物

I-DNA病毒------------------

L病毒T

LRNA病毒——遗传物质是回

［答案自填］口光滑？有a有邑粗糙§无⑹肺炎链球菌口无⑤有

⑨三四加热致死的S型细菌改转化因子眼艾弗里©S型细菌

«s型细菌回s型细菌呸s型细菌DR型细菌

0DNA吧DNA四蛋白质0DNA四寄生

固大肠杆菌四35s&32P四35s红32P骂很高

空很低/DNA鱼蛋白质外壳0DNA典DNA

0RNA药RNA圆蛋白质克烟草弱蛋白质码RNA®DNA回RNA

-----《园图时圈)------

(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验直接证明了DNA是“转化因子”。()

(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核甘酸，因此不能

使R型细菌发生转化。()

(3)肺炎链球菌转化成功的关键是R型活细菌+S型细菌的DNAo()

(4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。()

(5)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。()

(6)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是细菌的遗传物质。()

答案：(1)X(2)V(3)V(4)X(5)V(6)X

核心

核心点一肺炎链球菌的转化实验

■爰|赢私|而，

1.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“

楚二观察小鼠的存活情况

实验指标

§楚三观察培养基中菌落种类

将无致病性的R型活细菌、有致病性的

，实验一.S型活细菌、加热致死的S型细菌、无

致病性的R型活细菌与加热致死的S型

示实验过程细菌的混合物分别注射到小鼠体内

回实验二利用酶的专一性去除S型细菌细胞提取

"物中的蛋白质、RNA、脂质、DNA,

分别与R型活细菌混合培养

A，实验一一加热致死的S型细菌含有“转化因子”,

亲］实验结论|能使R型活细菌转化为S型活细菌

同1实验二rDNA才是使R型细菌产生稳定遗传变

化的物质

2.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”

昌区与常态比较，人为增加某种影响因素

加法

原理在“比较过氧化氢在不同条件下的分

解”的实验中，与对照组相比，实验

组分别作加热、滴加FeCb溶液、滴加

肝脏研磨液的处理

与常态比较，人为去除某种影响因素

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,

t从而鉴定出DNA是遗传物质

［温馨提示］(1)加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的，温度降低后蛋白

质活性也不可恢复。

(2)加热会使DNA双链解旋，随温度的降低，仍可恢复活性。

■典画画I笑.

1.在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无致病性的R型活细菌与被加热致

死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有致病性的S型活细菌。某

同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（）

A.与R型细菌相比，S型细菌的致病性可能与多糖类的荚膜有关

B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成

C.加热致死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响

D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌

解析：选D。R型细菌无多糖类的荚膜，无致病性，S型细菌有多糖类的荚膜，有

致病性，由此可推测S型细菌的致病性可能与多糖类的荚膜有关，A合理。该实验中转

化的实质是S型细菌的DNA进入R型细菌细胞中并表达，B合理。加热可使S型细菌

蛋白质功能丧失，而加热致死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，说明加热致死的S

型细菌的DNA功能可能不受影响，C合理。S型细菌的DNA被DNA酶水解后，就不

能使R型细菌发生转化，D不合理。

2.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

①R型—

②R型S型细菌的蛋白酶

③R型细胞提取RNA酶

④R型物酯酶

⑤R型DNA酶

A.①〜④均会出现S型活细菌

B.②③④⑤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

解析：选D。①〜④的S型细菌的细胞提取物中均含有DNA,与R型活细菌混合

培养后会出现S型活细菌，A正确；本实验设计采用了自变量控制中的“减法原理”，

利用酶的专一性，特异性地去除了S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA、脂质、

DNA等成分，严格遵循了单一变量原则，B、C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错误。

©拓展延伸长句特训马需考接轨

(1)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？-理由是

答案：不能S型细菌的DNA使R型细菌转化为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，如果小鼠体内没有R型细菌，也无法转

化为S型细菌

(2)请分析艾弗里的实验设计思路。

答案：利用酶的专一性特点，特异性地去除其中的蛋白质、RNA、脂质和DNA,

然后分别与R型活细菌混合培养，观察它们的作用

核心点二噬菌体侵染细菌的实验

■爰|箴也|知1

1.噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析

(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌

上清液为噬

菌体外壳

保

温

时

间

上清液的放

射性偏高

(2)含35s的噬菌体侵染大肠杆菌

N上清液为噬菌体外壳H放射性高）

充分

含3ss的噬沉淀物为包含噬菌T放射性低）

菌体与大搅拌体DNA的大肠杆菌

肠杆菌混

合、保温少量含35s的噬

不充分菌体蛋白质外

壳吸附在大肠

杆菌表面

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

国仪设法将DNA与其他物质分开，或特

相靠普异性地去除某一物质，单独地、直

同相回接地研究它们各自不同的遗传功能

点

z1髓单一变量原则、对照原则

(1

\

利

用

转化

组

特

一

实

验

而

鉴

处

理

方

式

侵染放射性同位素标记技术：分别

〔

不友蓊标记DNA和蛋白质的特殊元素

同（32P和3%）

点

〕踵也证明DNA是遗传物质，蛋白质

实验实验不是遗传物质

论

结

信地证明DNA是遗传物质,不能证

啜•明蛋白质不是遗传物质，因为

2)头联蛋白质没有进入细菌体内

［温馨提示］T2噬菌体侵染细菌实验检测放射性位置；艾弗里的实验观察菌落类

型，因此两实验检测结果的方式是不同的。

■典南演I关.

1.如图A〜E表示用35s标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，有关叙述正确的是（）

A.A〜E依次为吸附、注入、复制、组装和释放

B.C时细菌内部分DNA分子具有放射性

C.若分别在D、E时搅拌并离心，后者上清液中放射性较强

D.该实验证明DNA是T2噬菌体的主要遗传物质

解析：选A。A〜E依次为T2噬菌体的侵染过程中吸附、注入、复制、组装和释

放的过程，A正确；本题表示35s标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，35s标记的蛋白质

未注入细菌，C时细菌内DNA分子都没有放射性，B错误；分别在D、E时搅拌并离

心，两者上清液中放射性一样强，C错误；该实验证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，

D错误。

2.某研究人员模仿赫尔希和蔡斯进行“噬菌体侵染细菌的实验”，实验过程如下:

①用X标记T2噬菌体一②侵染大肠杆菌一③操作Y-④检测到沉淀物中有很高的放射

性。下列有关说法错误的是()

A.①中的X代表32p,标记T2噬菌体前需先标记大肠杆菌

B.③中的Y代表搅拌、离心，目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆

菌分离

C.②步骤需经过长时间保温，④的检测结果才真实可靠

D.将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结果

解析：选C。在沉淀物中有很高的放射性，说明①中标记的是DNA,噬菌体侵染

细菌的实验中，用32P标记DNA,由于T2噬菌体没有细胞结构，专门寄生在大肠杆菌

体内，所以需先标记大肠杆菌，A正确；为了使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠

杆菌分离，需栗进行搅拌、离心，B正确；②步骤中长时间保温会导致细胞裂解，释放

出子代T2噬菌体，造成④的检测结果不可靠，C错误；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆

菌体内的病毒，不侵染肺炎链球菌，故将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结

果，D正确。

O拓展延伸一一长句特训与需考接触

(1)在噬菌体侵染细菌的实验中，上清液和沉淀物中分别含有什么成分？

答案：由于噬菌体颗粒较轻，离心后进入上清液，被侵染的大肠杆菌进入沉淀物

(2)在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌时间足够长，细胞外的32P含量约为30%,原

因可能是__________________________________________

答案：有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌

三次涉及大肠杆菌

募忘/"分别用含32P、35s的培养基培养大肠杆菌

~「几旦地■分别获得被32P、35s标记的大肠杆菌

一~一s津隹用上述被标记的大肠杆菌培养T2噬菌体

第二次H目的

「~)恒典获得分别被32P与35s标记的12噬菌体

操作用含32P、35s标记的T2噬菌体分别侵染

(,］厂未被标记的大肠杆菌

递三廿依据放射性主要分布在上清液还是沉淀

回弛物中，确认蛋白质和DNA是否“进入”

大肠杆菌

核心知识小结

［规范答题］

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.在肺炎链球菌的转化实验中，只有S型细

［要点回眸］

菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细

理论H肺炎链球菌的转化实验—

是

推测DNA菌，即转化因子是。

3噬菌体侵染细菌的实验1遗传物质DNA

—3.T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在

“烟草花叶病毒感染实验卜RNA是

遗传物质

于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。

4其他相关实验I

4.肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌

慧TDNA是主要的遗传物质I

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RNA。

6.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。

随堂-基础巩固

1.在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。下列实验

中，采用“加法原理”的是（）

A.验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解

B.验证Mg是植物的必需元素

C.验证光是光合作用的条件

D.艾弗里的肺炎链球菌的转化实验

解析：选A。验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解，应进行有无过氧化氢酶的对照

实验，采用了“加法原理”。验证Mg是植物的必需元素、光是光合作用的条件，应在

常态条件下除去Mg、光照条件，采用的是“减法原理”。艾弗里的肺炎链球菌转化实

验，每组实验特异性地去除一种物质，采用了“减法原理”。

2.某科研团队重复了格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验，甲组〜丁组同时注射

总量相同的细菌，实验过程如下图所示。下列对该实验的分析，不合理的是（）

和R型活细菌混合

小鼠死亡

丁组

A.乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同

B.丁组的死亡小鼠体内有活的S型细菌

C.S型活细菌有致病性，R型活细菌无致病性

D.R型死细菌与S型活细菌混合也可发生转化

解析：选D。丁组将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合后注射到小鼠体内，R

型活细菌转化为S型活细菌需栗一定的时间，因此乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同，

A项合理；丁组的死亡小鼠体内存在着S型和R型两种活细菌，B项合理；S型活细菌

有致病性，会导致小鼠死亡，而R型活细菌无致病性，不会导致小鼠死亡，C项合理；

R型死细菌与S型活细菌混合并不能发生转化，D项不合理。

3.艾弗里在肺炎链球菌转化实验中，用加热致死的S型细菌制成提取液，将其加

入含有R型细菌的培养基中，再加入不同的酶，实验结果如表。下列叙述正确的是（）

组别12345

酶无蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶

R型、R型、R型、R型、

得到的菌落R型

S型S型S型S型

A.该实验应用“减法原理”控制自变量

B.该实验属于对比实验，无空白对照组

C.第2组实验证明了蛋白质是遗传物质

D.第5组实验证明了DNA不是遗传物质

解析：选A。艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验应用“减法原理”控制自变量，A

正确；该实验属于对照实验，其中第1组为空白对照组，B错误；第2组实验中蛋白质

被蛋白酶分解后仍出现S型细菌，说明蛋白质不是遗传物质，C错误；第5组实验中

DNA被DNA酶水解后只出现R型细菌，没有发生转化作用，说明被分解的DNA是遗

传物质，D错误。

4.（不定项）某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，过程如

下图所示，下列有关分析不正确的是（）

实验1电与大肠杆菌।搅拌后£

，混合培养2

粤，王士清液a

山①经■■沉淀物b®检测子代

用35s标记的T2噬菌床

T2噬菌体

与大肠杆菌

实验2依搅拌后A放射性

混合培养