3.1 DNA是主要的遗传物质课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

第1节

DNA是主要的遗传物质

第3章

基因的本质12346提出“遗传因子”，并总结遗传规律孟德尔把“遗传因子”命名为基因约翰逊提出基因在染色体上的假说萨顿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5DNA?蛋白质20世纪中叶遗传物质的探索考点一

肺炎链球菌转化实验20世纪20年代氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息当时没有发现其他生物大分子有类似的结构特点蛋白质可以直接“控制”生物的性状和代谢。DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子对DNA结构没有清晰认识蛋白质是遗传物质20世纪30年代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二.肺炎链球菌类型

结构特点菌落特点毒性有无S型_______________________R型_____________________有多糖类荚膜无多糖类荚膜表面光滑表面粗糙有无

多糖类荚膜的作用：

使S型菌抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内存活并繁殖。三.格里菲思的体内转化实验1.注射R型活细菌，小鼠_______2.注射S型活细菌，小鼠____，分离出S型活菌。3.注射加热致死后的S型细菌，小鼠______。4.注射R型活细菌+加热致死后的S型细菌，小鼠：存活死亡存活

死亡；并分离出S型活细菌。

实验1、2对比说明：___________________________________

R型细菌无致病性，S型细菌有致病性转化因子是什么？

实验2、3、4对比说明：________________________________

R型活细菌能转化为S型活细菌结论：

加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，能将R型活细菌转化为S型活细菌四.艾弗里的体外转化实验1.实验思路:设法逐步去除S型细菌的各组分后分别与R型活细菌混合培养，观察是否有S型活细菌出现。2.实验过程:R型S型R型R型S型R型S型R型S型①②③④⑤2.分析:(1)实验___是对照组，__________是实验组①②③④⑤(2)实验①②、①③、①④分别说明_____________________________________

蛋白质、RNA、脂质不是转化因子(3)实验①⑤说明__________________DNA是转化因子3.结论:

_______是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。DNA②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；

③蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。

④肺炎链球菌转化实质：S型细菌的DNA整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。

如：“探究过氧化氢在不同条件下的分解”实验。减法原理：与常态相比，人为去除某种影响因素。

艾弗里的实验利用了控制自变量的_______原理。

即利用不同的酶，每一组实验特异性的去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响。减法

小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。

是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的

b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。【易错易混辨析】判断下列叙述的正误，并将错误的说法更正(1)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质()(2)体内转化实验就是S型细菌的DNA可使小鼠致死()(3)将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠，从死亡小

鼠体内只能分离出S型菌()(4)肺炎链球菌转化的实质是S型细菌使R型细菌发生了基因突

变()

(5)肺炎链球菌体外转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白

质分开，分别观察其遗传作用()(6)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培

养等技术()×√×××√

D

C

考点二

噬菌体侵染细菌的实验一.实验材料及实验方法T2噬菌体和大肠杆菌1.实验材料：T2噬菌体_____，组成元素：_____________________，组成元素：_________________DNAC、H、O、N、P蛋白质C、H、O、N、S等2.生活方式：_______________寄生在大肠杆菌中3.T2噬菌体侵染细菌(增殖)的过程：吸附注入合成组装释放增殖需要的条件内容模板

的DNA合成T2噬菌体DNA原料

提供的4种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料_________________场所_________________T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体4.T2噬菌体的增殖（自我复制）

所需的条件：5.研究T2噬菌体遗传物质的实验思路（与艾弗里的实验一致）：

设法将DNA与蛋白质分离开来，直接地、单独地观察它们所起的作用。6.实验方法：___________________放射性同位素标记法标记T2噬菌体______35S:DNA32P:标记T2噬菌体______蛋白质如何标记T2噬菌体？标记宿主细胞⟶

宿主细胞培养病毒

二.实验过程：⒈.标记T2噬菌体

①分别在含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养大肠杆菌②再分别用含32P、35S的两类细菌培养T2噬菌体32P标记的噬菌体、35S标记的噬菌体2.标记的噬菌体侵染大肠杆菌用标记的噬菌体侵染未标记的细菌噬菌体被35S标记检测新形成噬菌体的放射性细菌裂解检测沉淀物的放射性检测上清液的放射性离心后搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体检测放射性（3点）2.标记的噬菌体侵染大肠杆菌甲组①搅拌：②离心：使吸附的噬菌体与大肠杆菌分开上清液：_______________________________沉淀物：________________________________噬菌体蛋白质外壳、噬菌体大肠杆菌、注入的噬菌体DNA35S标记的实验32P标记的实验放射性情况上清液沉淀物子代噬菌体___检测到35S___检测到32P很高很低很低很高不能能三、预期结果及结论：1．实验分析(1)T2噬菌体侵染细菌时，

进入细菌的细胞中，而

仍留在细胞外。(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的

遗传的。2．实验结论：

才是噬菌体的遗传物质。DNA蛋白质外壳DNADNA混合保温搅拌上清液沉淀物

讨论1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？

（1）个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。

（2）繁殖快。证明DNA是遗传物质的实验

讨论2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？

艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。

最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质。

思考1.(1)14C、18O、3H能否标记蛋白质和DNA？

(2)噬菌体侵染实验中能用上述元素代替35S和32P进行标记么？

不能，由于蛋白质和DNA都含有C、H、O，若用14C、18O、3H进行标记，无法确认被标记的是何种物质。能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。

C

四、难点突破1.噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物放射性分析亲代噬菌体上清液(主要是噬菌体外壳)沉淀物(主要是被侵染的大肠杆菌)细菌裂解释放出的子代噬菌体有无放射性35S-蛋白质32P-DNA放射性高放射性低没有检测到35S放射性低放射性高检测到32P(1)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，为什么沉淀中出现了放射性?由于搅拌不充分,有少量的含35S的噬菌体外壳吸附在大肠杆菌表面，随细菌离心到沉淀物中。搅拌不充分理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌实际上35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性:若32P标记的一组搅拌不充分，上清液和沉淀物的放射性有何变化？无变化(2)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，为什么上清液中出现了放射性?①保温时间过短，部分噬菌体DNA还未“注入”大肠杆菌

②保温时间过长，部分子代噬菌体已经被“释放”出来若35S标记的一组保温时间过长或过短时，上清液和沉淀物的放射性有何变化？无变化2.“二看法”判断子代噬菌体标记情况例.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于T2噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：

①用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌；

②用未标记的T2噬菌体侵染35S标记的细菌；

③用15N标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌。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、上清液、沉淀和上清液

B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液

C．沉淀、上清液、沉淀

D．上清液、上清液、沉淀和上清液B肺炎双球菌体内转化实验肺炎双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。酶解法:分别加入到R型菌中同位素标记法：标记DNA和蛋白质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”三个经典实验对比：考点三

生物的遗传物质烟草花叶病毒提取蛋白质RNARNA+RNA酶感染烟草感染烟草感染烟草烟草叶不出现病斑烟草叶________________________一.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验1.实验过程及现象出现病斑烟草叶不出现病斑2.实验结论：

是烟草花叶病毒的遗传物质，

不是烟草花叶病毒的遗传物质。RNA蛋白质实验结论：RNA也是遗传物质

HRV的RNATMV的蛋白质外壳TMV的RNAHRV的蛋白质外壳SARS病毒艾滋病病毒少数病毒的遗传物质是RNACOVID--19流感病毒埃博拉病毒细胞生物含有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DNADNA是主要的遗传物质提醒：具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。二、DNA是主要的遗传物质生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类_______________________DNA和RNA体内碱基种类__种

种

种体内核苷酸种类

种

种

种遗传物质_______________________实例T2噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人DNA或RNADNA和RNA455488DNA或RNADNADNA总结归纳：不同生物的遗传物质请总结：探索“遗传物质”的思路和方法，并完成填空：(1)探究思路：______________________________________(2)三种方法设法将物质分开，单独看其作用减法同位素标记技术特定碱基TU特有元素酶解法[全国卷Ⅰ，10分]根据遗传物质化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）（1）甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。（2）若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。S型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是(

)A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是Penr