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1、第14课时 DNA是主要的遗传物质目标导读1.结合教材P44图34及相关内容，掌握噬菌体的结构及增殖的过程。2.阅读教材P45第一段，理解并掌握标记噬菌体的方法及原因。3.结合教材图36及相关实验，分析噬菌体侵染细菌的过程，掌握放射性分布不同的原因以及得出的结论。4.阅读教材P46相关内容，分析并掌握不同生物的遗传物质。重难点击1.理解用放射性同位素标记噬菌体的方法。2.掌握噬菌体侵染细菌的实验原理和过程。3.掌握生物的遗传物质。1肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思的实验实验过程和结果aR型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。bS型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。c加热杀死后的S型细菌注入小鼠体内小鼠不
2、死亡。 d无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内小鼠死亡。结果分析ad过程证明：加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”，能将R型活细菌转化为S型活细菌。(2)艾弗里的实验实验过程和结果：从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质，分别加入R型活细菌中培养，发现只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。并且DNA的纯度越高，转化就越有效。实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定性遗传变化的物质。2噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小；不具有完整的细胞结构；含有一种核酸。3同位素标记法：借助同位素原子具有
3、的放射性来追踪某种物质运行和变化的过程。课堂导入艾弗里及其同事将加热杀死的S型细菌的多糖、DNA、蛋白质等物质分开，分别研究对R型活细菌转化为S型活细菌的作用，证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是。但由于当时人们普遍认为蛋白质是遗传物质，而且在当时的实验条件下DNA与蛋白质结合在一起，两者不易分离开，因此，有些科学家认为艾弗里的样品中还含有少量的蛋白质，是由于蛋白质的作用才使细菌发生了转化。艾弗里的实验也一直没有得到认可，始终没有收获。直到1952年，赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体为实验材料，使DNA和蛋白质能够完全分开，才更有力地证明了DNA是遗传物质，这一节课我们一起来学习一下证明DNA是遗传物
4、质的第二个经典实验“噬菌体侵染细菌的实验”探究点一噬菌体侵染细菌的实验为了进一步研究生物的遗传物质，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，做了利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验，阅读教材，结合材料完成下面的思考。1实验材料T2噬菌体(1)结构(如图1)：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。特点：一种专门寄生在大肠杆菌体内的细菌病毒，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。生活史(如图2)：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌
5、体。(2)大肠杆菌：单细胞原核生物。2实验方法：放射性同位素标记法，用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。3实验过程和结果结合教材图36完成下表：第一步：标记细菌细菌含35S的培养基含32P的细菌第二步：标记噬菌体噬菌体含35S的细菌含32P的噬菌体第三步：噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体细菌上清液放射性很低，沉淀物放射性很高4.实验分析(1)实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体呢？答案不能。噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。(2)实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌
6、体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。(3)实验中需用35S标记蛋白质，用32P标记DNA，不用其他元素的原因是蛋白质的组成元素是C、H、O、N，大部分含有S，DNA的组成元素为C、H、O、N、P，只有标记S、P两种元素才能够分别标记蛋白质和DNA。(4)结合实验结果分析：5实验结论：噬菌体的遗传物质是DNA。归纳提炼实验误差分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代
7、，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物中出现少量的放射性。活学活用11952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。(1)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养_的。(2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是_。A用含35S的培养基直接培养噬菌体B用含32P的培养基直接培养噬菌体C用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体D用含32P的培养基培
8、养细菌，再用此细菌培养噬菌体(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是_。问题导析(1)噬菌体寄生在大肠杆菌体内，要标记噬菌体需要首先培养被标记的大肠杆菌。(2)离心后上清液中主要含有噬菌体的蛋白质外壳，下层沉淀物中主要含有被噬菌体DNA侵染的大肠杆菌。要让放射性主要分布在图中上清液中，则需要噬菌体的蛋白质外壳被标记。(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，放射性主要分布在沉淀物中，但如果实验中保温培养时间过短，部分噬菌体没有侵染大肠杆菌，或者保温时间过长，大肠杆菌裂解，部分噬菌体被释放出来，则上清液中也
9、可检测到部分放射性。答案(1)大肠杆菌(2)C(3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出子代噬菌体解析(1)若要标记噬菌体，必须先标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染大肠杆菌，因为噬菌体只能寄生在活细胞中，不能用培养液直接培养噬菌体。(2)若在上清液中放射性较高，说明用35S标记了蛋白质外壳，若在沉淀物中放射性较高，则说明用32P标记了DNA。(3)用32P标记噬菌体后，沉淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质，可能的原因是：存在没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。探究点二DNA是主要的遗传物质研究表明，有些生物的遗传物质是RNA
10、，如下面的烟草花叶病毒。1证明RNA是遗传物质的实验1957年格勒和施拉姆做了烟草花叶病毒的重建实验，过程如图：(1)烟草花叶病毒含有的核酸只有RNA，没有DNA。(2)如果只用烟草花叶病毒的蛋白质去感染烟草，烟草不会(会、不会)出现病斑，如果用烟草花叶病毒的RNA去感染烟草，烟草会(会、不会)出现病斑。(3)利用不同种类的蛋白质和核酸进行重建的杂种病毒去感染烟草(如图)，烟草出现的病斑类型总是和提供RNA的病毒一致。(4)此实验说明：生物体中的核酸只有RNA时，RNA是遗传物质。2综合肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌的实验和烟草花叶病毒侵染烟草的实验，我们可以得出，绝大多数生物的遗传物质是
11、DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。归纳提炼生物体内核酸的种类及遗传物质的判别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、玉米、人原核生物细菌、蓝藻非细胞生物大多数病毒仅有DNADNAT2噬菌体极少数病毒仅有RNARNA艾滋病病毒、SARS病毒2回答下列有关遗传物质的问题：(1)人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌的遗传物质分别是_、_、_、_。(2)下列有关遗传物质的叙述，正确的是()ADNA是所有生物的遗传物质B真核生物的DNA都以染色体为载体C遗传物质在亲代与子代之间传递性状D核酸是一切生物的遗传物质(3)下列哪项不是蚕豆细胞内遗传物
12、质的载体()A染色体 B叶绿体C线粒体 D核糖体问题导析(1)生物体中的核酸DNA和RNA都有或只有DNA时，遗传物质为DNA；只有RNA时，遗传物质为RNA。(2)真核生物细胞核中的DNA都以染色体为载体，细胞质中DNA的载体为线粒体和叶绿体；遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息，遗传信息控制生物的性状。(3)蚕豆细胞为真核细胞，遗传物质的载体可以为染色体、叶绿体、线粒体；核糖体中的RNA不能(能、不能)作为遗传物质。答案(1)DNADNARNADNA(2)D(3)D解析遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息；真核生物中DNA的主要载体是染色体，另外线粒体和叶绿体也是DNA的载体。1某生物兴趣
13、小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，如图。下列有关分析不正确的是()A理论上，b中不应具有放射性Bb中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关C若b中含有放射性，说明与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是遗传物质答案C解析用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌的细胞外，而搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则b中不含放射性。上述实验并没有“示踪”
14、DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质。b中理论上不含放射性，与过程中培养时间的长短无关。2下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DHIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸答案B解析A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。3下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是()ADNA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是主要的遗传物质答案C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。4在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，分别用放射性同位素31P、32P和32S、35S作如下标记：噬菌体大肠杆菌DNA或脱氧核苷酸32P31P蛋白质或氨基酸32S35S此实验得到的结果是子代噬菌体和亲代
