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1、 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、过程及结论。(重、难点) 3. 理解 DNA 是主要遗传物质的结论。一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测( (阅读教材阅读教材 P P4242P P4343) ) 二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验( (阅读教材阅读教材 P P4343P P4444) ) 1. 肺炎双球菌的特点种类项目 S 型细菌R 型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体毒性有毒性无毒性2. 体内转化实验格里菲思的实验(1) 原理：S 型细菌可使小鼠患败血症死亡。(2) 实验过程及现象(3) 结论：加热杀
2、死的 S 型细菌中含有某种转化因子使 R 型活细菌转化为 S 型活细菌。3. 体外转化实验艾弗里的实验(1) 原理：只有加入 DNA 时，R 型细菌才能够转化为 S 型细菌。(2) 过程(3) 结论：DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验( (阅读教材阅读教材 P P4444P P4545) ) 1. 噬菌体的结构头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部内含有 DNA。如图：2. 噬菌体的代谢与增殖(1) 代谢：能寄生在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。(2) 增殖：在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。3.
3、 噬菌体侵染细菌的过程实验过程被35S 标记的噬菌体被32P 标记的噬菌体第一步用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌第二步在搅拌器中搅拌，然后离心续 表实验过程被35S 标记的噬菌体被32P 标记的噬菌体第三步检测上清液和沉淀物中的放射性物质实验结果沉淀物的放射性很低；上清液的放射性很高上清液的放射性很低；沉淀物的放射性很高4. 实验结果的进一步观察(1) 结果：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P 标记的 DNA，但却不能检测到35S 标记的蛋白质。(2) 表明：噬菌体侵染细菌时，DNA 进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。5. 实验结论：DNA 是遗传物质。点拨 上述方法为放射性
4、同位素标记法。上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要是被侵染的细菌。四、四、RNARNA 是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据( (阅读教材阅读教材 P P4646) ) 1. 烟草花叶病毒的组成：蛋白质和 RNA。2. 侵染过程蛋白质结果：烟草结果：烟草烟草花 叶病毒侵染烟草不感染病毒RNA侵染烟草感染病毒3结论：在某些病毒中 RNA 是遗传物质。1连线2判断(1) 20 世纪 30 年代，人们认识到 DNA 的成分后，就确认 DNA 是遗传物质。() 分析：20 世纪 30 年代，人们认识到 DNA 的成分后，由于对 DNA 分子的结构没有清晰的了解，所以蛋白质是遗传物质的观点仍占
5、主导地位。(2) 格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质。() 分析：格里菲思实验只提出“转化因子” ，未证明什么是遗传物质。(3) (2016西宁市高一期末) 艾弗里证明转化因子是 DNA 而不是蛋白质。() (4) 1952 年，赫尔希和蔡斯用35S 和32P 分别标记 T2噬菌体，证明 T2噬菌体的遗传物质是DNA。() (5) (2016河北正定中学高一检测) 用含35S 的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。() 分析：含35S 的蛋白质外壳未进入细菌内，所以沉淀物中不会发现大量的放射性物质。(6) 真核生物细胞中的遗传物质都是 DNA，原核生物细
6、胞中的遗传物质都是 RNA。() 分析：无论是真核生物还是原核生物，只要具有细胞结构，遗传物质就是 DNA。主题一主题一 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验结合下面两个实验分析转化因子是哪种物质。实验 1实验分析：(1) a 组说明 R 菌株无毒性。(2) b 组说明 S 菌株有毒性，使小鼠患败血症死亡。(3) c 组说明加热杀死的 S 菌株不能使小鼠死亡。(4) d 组说明加热杀死的 S 菌株能使 R 菌株转化为 S 菌株。上述实验说明：已经被加热杀死的 S 菌株中，必然含有某种促成这一转化的活性物质，即转化因子。实验 2实验分析：(1) 甲、乙、丙三组实验对照说明：DNA 是转化因子
7、，蛋白质等其他物质不是转化因子。(2) 丁组实验的目的是证实 DNA 的分解产物不是转化因子，从反面证实了 DNA 是遗传物质。格里菲思和艾弗里的实验比较项目体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事培养细菌用小鼠(体内) 用培养基(体外) 实验原则R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照S 型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌转化为 S 型细菌S 型细菌的 DNA 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”DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质两个实验的联系(1) 所用材料相同，都是肺炎双球菌：R 型和 S 型；(2)
8、 体内转化实验是基础，仅说明 S 型细菌体内有“转化因子” ，体外转化实验进一步证明“转化因子”是 DNA；(3) 两实验都遵循对照原则、单一变量原则转化因子的本质1艾弗里和同事用 R 型和 S 型细菌进行实验，结果如表所示。从表中可知( ) 实验组号接种菌加入 S 型细菌物质培养皿长菌情况R 型蛋白质R 型 R 型荚膜多糖R 型R 型DNAR 型、S 型R 型DNA(经 DNA 酶处理) R 型A. 不能证明 S 型细菌的蛋白质不是转化因子B说明 S 型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明 S 型细菌的 DNA 是转化因子D说明 DNA 是主要的遗传物质肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1) 在加热
9、杀死的 S 型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为 DNA 也变性失活，DNA 在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2) 转化的实质并不是基因发生突变，而是 S 型细菌的 DNA 片段整合到了 R 型细菌的 DNA 中，即实现了基因重组。(3) 在转化过程中并不是所有的 R 型细菌均转化成 S 型细菌，而是只有少部分 R 型细菌转化为 S 型细菌，原因是转化受 DNA 的纯度、两种细菌的亲缘关系和菌体的状态等因素影响。 肺炎双球菌转化实验的深度剖析2(2016石家庄高一检测) 肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能引起人或动物患肺炎或败血症；无荚膜的无毒性，不
10、能引起人或动物患病。下图所示为 1944 年美国学者艾弗里和他的同事所做的细菌转化实验。请回答：(1) 实验 A 中，老鼠患败血症死亡。其他各组实验中老鼠的情况分别为：B_，C_，D_，E_。(2) 不致病的肺炎双球菌接受了_，使它的遗传特性发生了改变。(3) 肺炎双球菌的毒性与荚膜有关系，荚膜是一种毒蛋白，这说明蛋白质的合成由_控制。(4) 这个实验说明_。答案：(1) 能存活 能存活 死亡 能存活(2) 致病肺炎双球菌的 DNA(3) DNA(4) DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质的特点具有稳定性。在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。能够指
11、导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。具有贮存大量的遗传信息的能力。 主题二 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体的繁殖原理噬菌体侵染细菌实验分析(1) 实验思路S 是蛋白质特有的元素，P 几乎都存在于噬菌体 DNA 分子中，用放射性同位素32P 和35S 分别标记 DNA 和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。(2) 实验方法：放射性同位素标记法。(3) 实验过程第一步：标记细菌细菌含35S 的培养基含35S 的细菌细菌含32P 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35S 的噬菌体噬菌体含32P 的细菌含32P 的噬菌体 第三步：噬菌体侵染细菌含35S
12、的噬菌体细菌上清液放射性很高，沉淀物放射性很低含32P 的噬菌体细菌上清液放射性很低，沉淀物放射性很高实验分析：35S 标记的噬菌体外壳并未进入大肠杆菌内部，而32P 标记的噬菌体 DNA 进入了大肠杆菌内部。实验结论：DNA 是真正的遗传物质。(1) 噬菌体侵染细菌时，只有 DNA 进入细菌体内，那噬菌体进行繁殖的原料怎么获得？提示：细菌体内噬菌体 DNA 的复制和蛋白质合成所需的原料、酶、能量和场所等均由细菌提供，但代谢活动由噬菌体 DNA 控制。(2) 噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中含有的物质主要是什么？ 提示：被侵染的大肠杆菌。肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较这两个实
13、验都是证明 DNA 是生物的遗传物质的直接实验证据，两者在实验设计、实验结论等方面既有共性也有细微的差别。(1) 实验设计思路比较实验类型肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将 DNA 与其他物质分开，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能处理方式区别直接分离：分离 S 型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与 R 型细菌混合培养同位素标记法：分别标记 DNA和蛋白质的特殊元素(32P 和35S) (2) 两个实验遵循相同的实验设计原则：一一对照原则肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照噬菌体侵染细菌实验中的相互对照(3) 实验结论(或目的) 比较肺炎双球菌体外转化实验的结论：证明
14、DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验的结论：证明 DNA 是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。噬菌体侵染细菌的过程1(2016江苏淮安检测) 下面是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是( ) A本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S 的培养基中获得的B本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和 DNAC实验中采用搅拌和离心等手段是为了把 DNA 和蛋白质分开再分别检测其放射性D在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是 DNA 不是蛋白质同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的
15、应用分析(1) 用哪种标记元素。若用32P 和35S，则分别标记了 DNA 和蛋白质，若用 C、H、O 等，则同时标记了 DNA 和蛋白质。(2) 注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见表： DNA蛋白质DNA 和蛋白质噬菌体32P35S14C、3H、18O、15N细菌31P32S12C、2H、16O、14N子代噬菌体32P(少数) 、31P(全部) 32SC、H、O、N 的两种同位素都有实验误差分析2以下是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，关于此实验的分析和结论不正确的是( ) A上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体B此实验表明 D
16、NA 是遗传物质C实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌D实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析(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，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，有少量含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。 主题三主题三 RNARNA 也是遗传物质也是遗传物质结合下面实验过程，探
