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1、 第 3章基因的本质第 1节 DNA是主要的遗传物质【课标定位】1. 阐述肺炎双球菌转化实验的过程及结论。2. 阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，理解DNA 是主要的遗传物质。【教材回归】一、 DNA是遗传物质的实验证据（一）肺炎双球菌的转化实验1. 两种肺炎双球菌的特点种类主要特点菌落菌体毒性S 型细菌表面光滑有多糖类的荚膜有毒性，可使人患肺炎或使小鼠患败血症死亡R 型细菌表面粗糙无多糖类的荚膜无毒性2. 格里菲思的转化实验体内转化实验（ 1）实验原理S 型细菌可使小鼠患败血症死亡。（ 2）实验过程及结果实验过程实验结果将 R 型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡将 S 型活细菌注入小鼠体
2、内小鼠死亡，并从小鼠体内分离出S 型活细菌将加热杀死的S 型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡将 R 型活细菌与加热杀死的注入小鼠体内S 型细菌混合后小鼠死亡，并从小鼠体内分离出S 型活细菌（ 3）实验推论加热杀死的 S 型细菌中含有某种促成R 型活细菌转化为S 型活细菌的转化因子。3. 艾弗里的转化实验体外转化实验（ 1）实验设计思路设法将 DNA 与其他物质（如多糖、蛋白质等）分开，单独研究它们各自的功能。（ 2）实验过程、结果及结论实验过程实验结果实验结论S 型活细菌荚膜多糖蛋白质分离 提纯DNADNA +DNA 酶只有加入 S 型细菌完整的 DNA ，R 型细菌才能转化为SDNA 才是使 R
3、型细菌产生稳定遗传变化的物质，分别加入已培养有R 型细菌的培养基中型细菌，并且 DNA的纯度越高，转化即 DNA 才是遗传物质，而蛋白质R 型R 型R 型S 型R 型就越有效等不是遗传物质S 型- 1 - 绵阳外国语学校高中生物备课组（二）噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯实验1. 噬菌体（ 1）噬菌体的结构由头部和尾部两部分组成。头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA 。（ 2）噬菌体的增殖T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，在侵染大肠杆菌后就会在其自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分而进行大量增殖，当增殖到一定数量后大肠杆菌裂解并释放出大量的子代
4、噬菌体。2. 实验方法放射性同位素标记法。3. 实验过程、结果及结论标记：在分别含有35S 和 32P 的培养基中培养大肠杆菌，以获得分别含有35S 和 32P 的大肠杆菌；然后用上述大肠杆菌分别培养T 2 噬菌体，以获得蛋白质含有35S 标记或 DNA 含有 32P 标记的噬菌体侵染： 用 35S 标记的 T2 噬菌体侵染一部分未被标记的大肠杆菌，用 32P 标记的 T2 噬菌体侵染另一部分未被标记的大肠杆菌搅拌、离心：经过短时间的保温后，用搅拌器搅伴、离心。搅拌的目的是使吸附在细菌表面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 噬菌体颗粒， 而离心管的沉淀物中检测留下被
5、感染的大肠杆菌对象：上清液和沉淀物中的放射性同位素目的：测知 T2 噬菌体 DNA 和蛋白质的去向结果：用 35S 标记的感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P 标记的感染实验，放射性同位素主要分布在沉淀物中。该结果表明：噬菌体的蛋白质外壳主要分布在上清液中，而 DNA 主要分布在沉淀物中。细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P 标记的 DNA ，但却检测不到35S 标记的蛋白质。该结果表明：噬菌体侵染细菌时，DNA 进入了细菌体内，而蛋白质外壳留在外面结论：由于噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状是通过亲代噬菌体的DNA
6、 传递下来的，即DNA 才是真正的遗传物质二、 RNA是遗传物质的实验证据烟草花叶病毒感染烟草实验（一）烟草花叶病毒的组成由蛋白质和 RNA 组成。（二）实验过程甲：烟草花叶病毒正常烟叶病态烟叶乙：病毒的蛋白质正常烟叶正常烟叶丙：病毒的 RNA正常烟叶病态烟叶（三）实验结论在 RNA 病毒中， RNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。- 2 - 高考生物第一轮复习资料（教案） 2-3 基因的本质三、 DNA是主要的遗传物质生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物原核生物DNA 和 RNADNA人、动物、植物、酵母菌等细菌、蓝藻、乳酸菌、硝化细菌等非细胞生物大多数病毒极少数病毒只含有 DN
7、A只含有 RNADNARNAT2 噬菌体HIV 、SARS 病毒、烟草花叶病毒等备注由于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【要点突破】一、肺炎双球菌的转化实验分析比较项目实验体内转化实验（格里菲思实验）体外转化实验（艾弗里实验）培养细菌用小鼠（体内）用培养基（体外）实验对照R 型细菌与 S 型细菌的毒性比较S 型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的 S 型细菌能够使 R 型细菌转化为S 型细菌S 型细菌完整的 DNA 才能使 R 型细菌转化为 S 型细菌实验结论S 型细菌体内有转化因子S 型细菌的 DNA 是遗传物质所用材料相同，都是肺炎双球菌（R 型和
8、S 型）；体内转化实验是基础，仅说明S 型联系细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNA ；两实验都遵循对照原则、单一变量原则特别提示：由于 DNA 的变性温度较蛋白质的变性温度高，因此，加热杀死的S 型细菌因蛋白质变性而失活，但DNA 仍具有活性。由 R 型活细菌转化成的S 型活细菌的后代也是有毒性的S 型细菌，这表明这种性状的转化是可以遗传的。格里菲思当时并不知道转化因子是什么物质，其实验未能证明DNA 是遗传物质。肺炎双球菌转化作用的实质：S 型细菌的 DNA 与 R 型细菌的 DNA 进行重组， R 型细菌获得 S 型细菌的遗传信息而转化为S 型细菌。二、噬菌体侵染细
9、菌的实验分析1. 噬菌体侵染细菌的过程吸附：用尾部的末端吸附在细菌表面注入：释放溶菌酶，向细菌内注入DNA ，蛋白质外壳留在外面合成：以细菌内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA ，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳组装：一个蛋白质外壳装入一个DNA 分子，组成一个新的噬菌体释放：细菌细胞破裂，释放出几个至几十个子代噬菌体2. 实验误差分析（ 1）用 32P 标记的感染实验，上清液中含有少量放射性的原因：保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代噬菌体，经离心后分布于上清液中。- 3 - 绵阳外国语学校高中
10、生物备课组（ 2）用 35S 标记的感染实验，沉淀物中含有少量放射性的原因：搅拌不充分，少量含35S 的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。3. 实验结果分析（ 1）噬菌体侵染细菌的实验，除了证明DNA 分子是遗传物质以外，还说明DNA 分子能够进行自我复制（使前后代保持一定的连续性）并指导蛋白质的合成。（ 2）肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都只能证明DNA 是遗传物质，而不能证明 DNA 是主要的遗传物质。特别提示：用 35S 和 32P 能够分别标记 T 2 噬菌体的蛋白质和DNA 的原因：硫仅存在于 T 2 噬菌体的蛋白质中（氨基酸的R 基中），而磷几
11、乎都存在于DNA 中（脱氧核苷酸的磷酸中）。三、实验设计思路证明 DNA 分子是遗传物质时，科学家们最关键的实验设计思路是：设法把DNA 分子与蛋白质分子区分开，然后直接地、单独地去观察DNA 分子和蛋白质分子的作用。四、生物的遗传物质1. 准确地说，细胞生物的遗传物质是DNA ，病毒的遗传物质是DNA 或 RNA ，生物的遗传物质是 DNA 或 RNA 。2. 在真核生物中， DNA 主要存在于细胞核中的染色体上，少量存在于细胞质中的线粒体和叶绿体中，因此它们都是遗传物质的载体，但染色体是遗传物质的主要载体。达标自测1.某校生物兴趣小组在培养有R型活细菌的 A、 B、 C、 D四支试管中，分别加入S型细菌的DNA 、 DNA 和DNA 酶、蛋白质、多糖，经培养后可检测到S型细菌的试管是（ A ）A. 试管 AB. 试管 BC. 试管 CD. 试管 D
