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1、第第1节节DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质课标解读课标解读1总总结结“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”的探索过程。的探索过程。2.分析证明分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路。是遗传物质的实验设计思路。3.探讨实验技术在证明探讨实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。是遗传物质中的作用。1对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测(判断正误判断正误)(1)20世世纪纪20年年代代大大多多数数科科学学家家认认为为核核酸酸是是生生物物体体的的遗遗传传物质。物质。 ()(2)20世世纪纪20年年代代，人人们们认认识识到到氨氨基基酸酸可可以以按按照照不不同同的的方方式排列，可能蕴含着遗传
2、信息。式排列，可能蕴含着遗传信息。 ()(3)20世世纪纪30年年代代，认认为为蛋蛋白白质质是是遗遗传传物物质质的的观观点点占占主主导导地位。地位。 ()(4)20世世纪纪30年年代代，人人们们已已认认识识到到DNA是是由由许许多多脱脱氧氧核核苷苷酸聚合而成的生物大分子。酸聚合而成的生物大分子。 ()肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 2肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验(1)肺肺炎双球菌类型炎双球菌类型种类种类项目项目S型细菌型细菌R型细菌型细菌菌落菌落表面表面 光滑光滑表面表面 粗糙粗糙菌体菌体有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜毒性毒性有有无无(2)格里菲
3、思的实验格里菲思的实验实验过程及现象实验过程及现象结结论论：加加热热杀杀死死的的S型型细细菌菌中中含含有有 ，将将R型型活活细细菌转化为菌转化为 。转化因子转化因子S型活细菌型活细菌(3)艾弗里的实验艾弗里的实验图示图示实验分析实验分析a方方法法：将将S型型细细菌菌的的 、 和和多多糖糖等等物物质质提提纯纯并并分分别加入到培养别加入到培养R型细菌的培养基中。型细菌的培养基中。b现象：只有加入现象：只有加入 ，R型细菌才能转化成型细菌才能转化成S型细菌。型细菌。c结论：结论： 才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA 蛋白质蛋白质DNADNA思思维维激激活
4、活1 格格里里菲菲思思的的肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验能能否否说说明明DNA是转化因子？是转化因子？提示提示由于格里菲思没有将整个细菌的各种成分分开，所由于格里菲思没有将整个细菌的各种成分分开，所以他的实验结论也只能是以他的实验结论也只能是S型细菌内含有转化因子，而不型细菌内含有转化因子，而不能具体的说出是能具体的说出是S型细菌体内的哪一种具体的化学物质是型细菌体内的哪一种具体的化学物质是转化因子。转化因子。 1肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较项目项目内容内容体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验者实验者格里菲思格里菲思艾弗里及其同事艾
5、弗里及其同事实验实验原理原理S型细菌注入小型细菌注入小鼠体内，可使小鼠体内，可使小鼠患败血症死亡鼠患败血症死亡对对S型细菌中的物质进行提型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独地观察取、分离，分别单独地观察各种物质的作用确认何种物各种物质的作用确认何种物质可实现质可实现R菌向菌向S菌的转化菌的转化实验过程实验过程及结果及结果体内转化实验流程：体内转化实验流程：体外转化实验流程：体外转化实验流程：实验实验结论结论S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质是遗传物质联系联系1.体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内型细菌体内有有“转化因
6、子转化因子”，体外转化实验进一步证明，体外转化实验进一步证明“转化因子转化因子”是是DNA2两个转化实验都遵循对照原则、单一变量两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则原则特别提醒特别提醒加热杀死加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复其活性。低又逐渐恢复其活性。【强化训练强化训练1】 艾艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只
7、存在一种菌落的为实验的培养皿中只存在一种菌落的为()。A实验一实验一 B实验二实验二 C实验三实验三 D实验一和三实验一和三解解析析实实验验二二中中加加入入的的DNA酶酶能能分分解解S型型细细菌菌的的DNA活活性性片片段段，使使基基因因无无法法转转移移进进入入R型型细细菌菌中中，所所以以菌菌落落只只有有一一种种，即即R型菌落。型菌落。答案答案B1实验者实验者： 。2实验方法实验方法： 法法。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯放射性同位素标记放射性同位素标记3实验材料实验材料：噬噬菌体菌体(图示如下图示如下)及其寄主生物及其寄主生物 。大肠杆菌大肠杆菌35S32P
8、35S的大肠杆菌的大肠杆菌35S32P的大肠杆菌的大肠杆菌32P (3)噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌项目项目含含35S的的T2噬菌体噬菌体侵染大肠杆菌侵染大肠杆菌含含32P的的T2噬菌体噬菌体侵染大肠杆菌侵染大肠杆菌搅拌、搅拌、离心后离心后上清液上清液放射性放射性 高高放射性放射性 低低沉淀物沉淀物放射性放射性 低低放射性放射性 高高细菌裂解后放出细菌裂解后放出的的T2噬菌体噬菌体检测不到检测不到 35S 标记标记的蛋白质的蛋白质检测到检测到 32P 标记的标记的DNA5实验分析实验分析(1)T2噬噬菌体侵染细菌时，菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而进入到细菌的细胞中，而 留在外
9、面。留在外面。(2)子代子代T2噬菌体的各种性状是通过噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。来遗传的。6实验结论实验结论 才才是真正的遗传物质。是真正的遗传物质。DNA蛋白质外壳蛋白质外壳亲代的亲代的DNADNA思思维维激激活活2 为为什什么么不不能能直直接接用用含含35S和和32P的的普普通通培培养养基基来来培培养养T2噬菌体？可否用噬菌体？可否用32P和和35S同时标记噬菌体？同时标记噬菌体？提提示示由由于于噬噬菌菌体体专专营营寄寄生生生生活活，故故应应先先培培养养细细菌菌，再再用用细细菌菌培培养养噬噬菌菌体体，而而不不能能直直接接用用培培养养基基培培养养噬噬菌菌体体。不不能能用用32P和和3
10、5S同时标记噬菌体。同时标记噬菌体。1实验思路及方法实验思路及方法S是是蛋蛋白白质质特特有有的的元元素素，P几几乎乎都都存存在在于于噬噬菌菌体体DNA分分子子中中，用用放放射射性性同同位位素素32P和和35S分分别别标标记记DNA和和蛋蛋白白质质，直直接地单独地观察它们各自的作用。接地单独地观察它们各自的作用。2侵染特点及过程侵染特点及过程(1)进进入入细细菌菌体体内内的的是是噬噬菌菌体体的的DNA，噬噬菌菌体体蛋蛋白白质质外外壳壳留在外面不起作用。留在外面不起作用。(2)噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌要要经经过过吸吸附附注注入入核核酸酸合合成成组组装装释放五个过程。释放五个过程。3结果及分析结
11、果及分析分分 组组结结 果果结果分析结果分析对比实对比实验验(相互相互对照对照)含含32P噬噬菌体菌体细菌细菌上清液中几乎无上清液中几乎无32P,32P主要分布在主要分布在宿主细胞内宿主细胞内32PDNA进进入了宿主细胞内入了宿主细胞内含含35S噬噬菌体菌体细菌细菌宿主细胞内无宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清主要分布在上清液中液中35S蛋白质外蛋白质外壳未进入宿主细壳未进入宿主细胞留在外面胞留在外面由上表分析可知：噬菌体的由上表分析可知：噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的是其亲代与子代之间联系的“桥梁桥梁”，即，即“DNA是遗传物质是遗传物质”(结论结论)。【强化训练强化训练2】
12、为为证明蛋白质和证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌”的实验的实验(T2噬噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用。下图中亲代噬菌体已用32P标记，标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是及病毒、细菌的叙述正确的是()。A图图中中锥锥形形瓶瓶中中的的培培养养液液是是用用来来培培养养大大肠肠杆杆菌菌的的，其其内内的的营养成分中要加入营养成分中要加入32P标记的无机盐标记的无机盐B若若要要达达到到
13、实实验验目目的的，还还要要再再设设计计一一组组用用35S标标记记噬噬菌菌体体的的实验，两组相互对照，都是实验组实验，两组相互对照，都是实验组C噬噬菌菌体体的的遗遗传传不不遵遵循循基基因因分分离离定定律律，而而大大肠肠杆杆菌菌的的遗遗传传遵循基因分离定律遵循基因分离定律D若若本本组组实实验验B(上上清清液液)中中出出现现放放射射性性，则则不不能能证证明明DNA是是遗传物质遗传物质解解析析题题图图中中锥锥形形瓶瓶中中培培养养液液内内的的营营养养成成分分应应无无放放射射性性标标记记；要要证证明明DNA是是遗遗传传物物质质，还还应应设设计计一一组组用用35S标标记记噬噬菌菌体体的的实实验验，两两组组相
14、相互互对对照照，都都是是实实验验组组；大大肠肠杆杆菌菌是是原原核核生生物物，其其遗遗传传不不遵遵循循基基因因分分离离定定律律；若若本本组组实实验验B(上上清清液液)中中出出现现放放射射性性，可可能能是是实实验验时时间间较较长长，细细菌菌裂裂解解导导致致的的，也也可可能能是是部部分分噬菌体的噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。答案答案BDNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 蛋白质蛋白质RNARNA蛋白质蛋白质2DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质连线连线绝大多数的遗传物质是绝大多数的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传，只有极少数生物的
15、遗传物质是物质是 。因此。因此DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。DNARNA思思维维激激活活3 细细胞胞生生物物的的遗遗传传物物质质主主要要是是DNA，病病毒毒的的遗遗传传物质主要是物质主要是RNA，对吗？，对吗？提提示示不不对对。细细胞胞生生物物的的遗遗传传物物质质只只有有DNA，病病毒毒的的遗遗传传物质是物质是DNA，或者是，或者是RNA。1不同生物的遗传物质不同生物的遗传物质生物生物类型类型细胞生物细胞生物非细胞生物非细胞生物真核生物真核生物原核生物原核生物多数病毒多数病毒少数病毒少数病毒核酸核酸种类种类DNA和和RNADNA和和RNADNARNA遗传遗传物质物质DNADNADN
16、ARNA存在存在场所场所细胞核、线细胞核、线粒体、叶绿粒体、叶绿体体质粒、拟质粒、拟核核蛋白质的蛋白质的外壳内外壳内蛋白质的蛋白质的外壳内外壳内2DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质就就整整个个生生物物界界而而言言，绝绝大大多多数数生生物物的的遗遗传传物物质质是是DNA，所所以以说说DNA是是主主要要的的遗遗传传物物质质。就就某某种种生生物物而而言言，其其遗遗传物质是传物质是DNA或或RNA。3病毒重建及其对烟草叶细胞的感染实验分析病毒重建及其对烟草叶细胞的感染实验分析(1)实实验过程及现象验过程及现象(2)结果分析与结论结果分析与结论重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供重组病毒所繁殖的病毒类
17、型取决于提供RNA的株系。的株系。(3)拓拓展展分分析析：如如图图，病病毒毒甲甲、乙乙为为两两种种不不同同的的植植物物病病毒毒，经经重重建建后后形形成成“杂杂种种病病毒毒丙丙”，用用病病毒毒丙丙侵侵染染植植物物细细胞胞，在在植植物物细细胞胞内内增增殖殖后后产产生生的的新新一一代代病病毒毒既既非非甲甲也也非非丙丙而而是是乙乙，图图示如下：示如下：【强化训练强化训练3】 如如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体验，实验表明这种病原体()。A寄生于细胞内，通过寄生于细胞内，通过RNA遗传遗传B寄生于细胞间，通过蛋白质遗传寄生于细胞间，通过蛋白
18、质遗传C寄生于细胞内，通过蛋白质遗传寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D寄生于细胞间，通过寄生于细胞间，通过RNA遗传遗传解析解析从图示可看出，用从图示可看出，用RNA接种在叶片上，叶片出现了病接种在叶片上，叶片出现了病斑，而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑，所以斑，而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑，所以该病原体是通过该病原体是通过RNA遗传的。遗传的。答案答案A【例例1】 艾艾弗弗里里等等人人的的肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验和和赫赫尔尔希希与与蔡蔡斯斯的的噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌实实验验都都证证明明了了DNA是是遗遗传传物物质质。这这两两个实验在设计思路上的共同点是个
19、实验在设计思路上的共同点是 ()。A重组重组DNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应B诱发诱发DNA突变，研究其表型效应突变，研究其表型效应C设法把设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应D应应用用同同位位素素标标记记技技术术，研研究究DNA在在亲亲代代与与子子代代之之间间的的传递传递肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染实验肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染实验的比较的比较 深深度度剖剖析析 肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验没没有有用用到到同同位位素素标标记记法法，两两实实验都没有突变和重组。故验都没有突变和重组。故A、B、D错误。错误。答案答案C方法提炼两实验比较
20、如下：方法提炼两实验比较如下：相同点相同点均使均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白与蛋白质分开的方式不同质分开的方式不同都遵循了对照原则都遵循了对照原则都能证明都能证明DNA是遗传物质，但不能证明是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质不不同同点点方方法法不不同同艾弗里实验艾弗里实验直接分离：分离直接分离：分离S型细菌的型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与、多糖、蛋白质等，分别与R型型菌混合培养菌混合培养噬菌体侵染噬菌体侵染细菌实验细菌实验同位素标记法：分别标记同位素标记法：
21、分别标记DNA和蛋白质的特征元素和蛋白质的特征元素(32P和和35S)【例例2】 在在“噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌的的实实验验”中中，如如果果对对35S标标记记的的噬噬菌菌体体一一组组(甲甲组组)不不进进行行搅搅拌拌、32P标标记记的的噬噬菌菌体体一一组组(乙乙组组)保温时间过长，其结果是保温时间过长，其结果是 ()。A甲甲组组沉沉淀淀物物中中也也会会出出现现较较强强放放射射性性，乙乙组组上上清清液液中中也也会出现较强放射性会出现较强放射性B甲甲组组上上清清液液中中也也会会出出现现较较强强放放射射性性，乙乙组组上上清清液液中中也也会出现较强放射性会出现较强放射性C甲甲组组沉沉淀淀物物中中也也
22、会会出出现现较较强强放放射射性性，乙乙组组沉沉淀淀物物中中也也会出现较强放射性会出现较强放射性D甲甲组组上上清清液液中中也也会会出出现现较较强强放放射射性性，乙乙组组沉沉淀淀物物中中也也会出现较强放射性会出现较强放射性噬菌体侵染实验误差分析噬菌体侵染实验误差分析 深深度度剖剖析析两两组组实实验验的的正正常常现现象象是是甲甲组组的的放放射射性性主主要要出出现现在在上上清清液液中中，乙乙组组的的放放射射性性主主要要出出现现在在沉沉淀淀物物中中。如如果果没没有有对对甲甲组组进进行行搅搅拌拌，则则吸吸附附在在细细菌菌表表面面的的噬噬菌菌体体外外壳壳和和细细菌菌一一起起经经离离心心进进入入沉沉淀淀物物，
23、导导致致沉沉淀淀物物中中放放射射性性较较强强。如如果果对对乙乙组组保保温温时时间间过过长长，则则感感染染了了噬噬菌菌体体的的细细菌菌会会裂裂解解，释释放放出出其其中中的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中放射性较强。的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中放射性较强。答案答案A方法提炼方法提炼实实验误差分析验误差分析(1)标记标记32P上清液为何有少量放射性。上清液为何有少量放射性。用用32P标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵染染大大肠肠杆杆菌菌，理理论论上上讲讲，含含32P标标记记的的DNA全全部部注注入入大大肠肠杆杆菌菌内内，上上清清液液放放射射性性为为0。实实际际上上，上上清液中有少量放
24、射性，原因是：清液中有少量放射性，原因是：原因原因分析分析保温时保温时间过短间过短部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心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后分布于上清液中，使上清液出现放射性保温时保温时间过长间过长噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性(2)标记标记35S沉淀物中为何有放射性。沉淀物中为何有放射性。用用35S标标记记的的噬噬菌菌体体侵侵染染大大肠肠杆杆菌菌，理理论论上上讲讲，含含35S标标记记的的蛋蛋白
25、白质质不不能能进进入入大大肠肠杆杆菌菌，离离心心后后全全存存在在于于上上清清液液中中。实实际际上上，沉沉淀淀物物中中也也有有少少量量放放射射性性，原原因因是是：由由于于搅搅拌拌不不充充分分，有有少少量量35S标标记记的的噬噬菌菌体体蛋蛋白白质质外外壳壳吸吸附附在在细细菌菌表表面面，随随细细菌菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。课堂小结课堂小结 1在在肺肺炎炎双双球球菌菌的的转转化化实实验验中中，在在培培养养有有R型型细细菌菌的的1、2、3、4四四支支试试管管中中，依依次次加加入入从从S型型活活细细菌菌中中提提取取的的DNA、DNA和和DNA
26、酶酶、蛋蛋白白质质、多多糖糖，经经过过培培养养，检检查查结结果果发发现试管内仍然有现试管内仍然有R型细菌的是型细菌的是()。A3和和4 B1、3和和4 C2、3和和4 D1、2、3和和4解解析析2、3、4三三支支试试管管内内只只有有R型型细细菌菌，因因为为没没有有S型型细细菌菌的的DNA，所所以以都都不不会会发发生生转转化化。1号号试试管管因因为为有有S型型细细菌菌的的DNA，所所以以会会使使R型型细细菌菌发发生生转转化化，但但是是发发生生转转化化的的R型型细细菌只是一部分，故试管内仍然有菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。型细菌存在。答案答案D2某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质
27、和某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为重新组合为“杂合杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见下表。其中预测并对子代噬菌体的表现型作出预测，见下表。其中预测正确的是正确的是()。“杂合杂合”噬菌噬菌体的组成体的组成实验预期结果实验预期结果预期结果序号预期结果序号子代表现型子代表现型甲的甲的DNA乙乙的蛋白质的蛋白质1与甲种一致与甲种一致2与乙种一致与乙种一致乙的乙的DNA甲甲的蛋白质的蛋白质3与甲种一致与甲种一致4与乙种一致与乙种一致A 1、3 B1、4 C2、3 D2、4解解析析由由题题可可知知，两两种种噬噬
28、菌菌体体均均为为DNA病病毒毒，即即DNA决决定定了了病病毒毒的的遗遗传传性性状状，甲甲的的DNA乙乙的的蛋蛋白白质质组组成成“杂杂合合”噬噬菌菌体体，“杂杂合合”噬噬菌菌体体的的子子代代表表现现型型与与甲甲种种一一致致；乙乙的的DNA甲甲的的蛋蛋白白质质组组成成“杂杂合合”噬噬菌菌体体，“杂杂合合”噬噬菌菌体体的的子子代代表表现型与乙种一致。现型与乙种一致。答案答案B3如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。及实验过程图，请回答下列问题。(1)图图3中中用用35S标标记记噬噬菌菌体体蛋蛋白白质质外外壳壳，标
29、标记记元元素素所所在在部部位位是是图图2中中的的_。如如果果用用32P标标记记噬噬菌菌体体的的DNA，标标记记元元素素所在部位是图所在部位是图1中的中的_。(2)赫赫尔尔希希和和蔡蔡斯斯选选用用噬噬菌菌体体作作为为实实验验材材料料，其其原原因因之之一一是是_。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，其目的是实验中采用搅拌和离心等手段，其目的是_。(4)仅仅有有图图3的的实实验验过过程程，_(能能或或不不能能)说说明明蛋蛋白白质质不不是是遗传物质，原因是遗传物质，原因是_。答答案案(1)(2)噬噬菌菌体体只只由由蛋蛋白白质质外外壳壳和和DNA组组成成(3)让让噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质质外外壳壳与与细细菌菌分分离离(4)不不能能蛋蛋白白质质外外壳壳没有进入细菌体内没有进入细菌体内
