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1、第3 3章 基因的本质第第1 1节节DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质一二三四一、对遗传物质的早期推测1.20世纪20年代一二三四2.20世纪30年代 一二三四二、肺炎双球菌的转化实验 一二三四预习反馈1.根据格里菲思的体内转化实验,回答问题。(1)第和组对比,和组对比,分别说明什么?答案:和对比说明S型活细菌具有毒性。和组对比说明加热杀死的S型细菌失去毒性。(2)第组实验说明细菌发生了什么变化?答案:说明部分R型活细菌转化成了S型活细菌。(3)第组实验中,从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌?答案:不是。还有R型活细菌。一二三四2.在艾弗里的实验中,一组实验为R型细菌与S型细菌的DN
2、A+DNA酶混合培养,试分析这一组实验的目的。答案:DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸,水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌,说明DNA必须保持完整性才能完成其功能。同时,也从反面证明了DNA是遗传物质。3.艾弗里的实验设计思路是什么?答案:将蛋白质、DNA等物质分开,单独观察它们的作用。一二三四三、噬菌体侵染细菌的实验1.T2噬菌体一二三四2.实验过程及结果 一二三四思考1.(1)32P和35S分别标记噬菌体的什么物质?答案:32P标记的是DNA,35S标记的是蛋白质。(2)用14C和18O同位素标记可行吗?答案:不可行。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中均含有这两种元素,且18O无放射
3、性,故无法将DNA和蛋白质区分开。2.为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体?答案:因为噬菌体营寄生生活,专门寄生在大肠杆菌体内,故应先培养大肠杆菌,再用大肠杆菌培养噬菌体,而不能直接用培养基培养噬菌体。一二三四3.实验过程中搅拌、离心的目的分别是什么?答案:搅拌:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心: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留下被感染的大肠杆菌。一二三四四、DNA是主要的遗传物质 一二三四预习反馈1.连线。一二三四2.判断正误。(1)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA是遗传物质。( )(2)噬
4、菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统。( )(3)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。( )(4)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。( )(5)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是细菌的遗传物质。( )一二三四3.你认为遗传物质必须具备的特点是什么?答案:(1)能自我复制。(2)能指导和控制蛋白质的合成。(3)能储存大量遗传信息。(4)结构稳定。探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的体外转化实验和体内转化实验都能证明DNA是遗传物质吗?分析实验过程,填写下表。
5、探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新下图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程。下列说法错误的是()A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却B.加热杀死的S型菌的DNA进入R型细菌细胞内,使R型细菌转化为S型细菌C.该转化实验证明了DNA是遗传物质D.从死亡小鼠中能分离出S型肺炎双球菌探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新解析:该转化实验不能证明DNA是遗传物质,只能证明S型细菌含有某种“转化因子”,使无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌,C项错误。答案:C探究点一探究点二问题导引典例剖
6、析归纳提升活学活练温故知新1.对“转化”的理解(1)肺炎双球菌转化实验中,S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使R型细菌细胞获得了新的遗传信息。(2)发生转化的只是少部分R型细菌。由于受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、R型细菌的状态等因素的影响,并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌,只是少部分R型细菌转化成S型细菌。2.肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验中的对照设计(1)在格里菲思的体内转化实验中,用S型活细菌注射小鼠与用R型活细菌注射小鼠形成对照;加热杀死的S型细菌单独注射小鼠与加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注射小鼠形成对照。(2)在艾弗里的体外转化实验中,DNA、蛋白
7、质、多糖等物质分别与R型细菌混合培养,形成对照,DNA与DNA酶处理DNA后的产物分别与R型细菌混合培养,也形成对照。探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新3.格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实验二)的三个“不同”问题导引典例剖析归纳提升探究点一探究点二活学活练温故知新艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。由表可知()A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明S型菌的DNA是转化因子D.说明DNA是主要的遗传物质问题导引典例剖析归纳提升探究点一探究点二活学活练温故知新解析:中R型菌中加入S型菌的蛋
8、白质,培养皿中没有S型菌生长,证明蛋白质不是转化因子;中加入S型菌的荚膜多糖,培养皿中没有S型菌生长,说明荚膜多糖不是转化因子,不能说明荚膜多糖有酶活性;中加入DNA,培养皿中长出了S型菌,证明DNA是转化因子;中加入经DNA酶处理的DNA,DNA酶分解DNA,培养皿中无S型菌生长,进一步证明DNA是转化因子。说明DNA是遗传物质,但不能说明其是主要的遗传物质。答案:C探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验中有哪些需要注意的问题?尝试完成下列问题。(1)噬菌体侵染细菌的实验中用32P和35S同时标记噬菌体,能否判断蛋
9、白质是遗传物质,还是DNA是遗传物质?答案:不能。如果同时用32P和35S标记噬菌体,在上清液和沉淀物中都能检测到放射性,不能形成对照,无法判断是哪种成分侵入了大肠杆菌。(2)离心后沉淀物与上清液各有什么成分?答案:离心后沉淀物中有被感染的大肠杆菌,上清液中有重量较轻的噬菌体。探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新(3)完成下表中不同情况下实验的结果分析(4)艾弗里的肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验能否证明DNA是主要的遗传物质?答案:不能。两个实验均只能证明DNA是遗传物质。探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经
10、培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占10%,沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是()A.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新解析:噬菌体侵染大肠杆菌时,经过搅拌、离心,上清液含较轻的噬菌体,沉淀物含被侵染的大肠杆菌,A项错误;搅拌不充分,噬菌体与细菌未分离,放射性应出现在沉淀物中,B项错误;32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA,
11、子代噬菌体的DNA会含32P,上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,C项正确、D项错误。答案:C探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新1.噬菌体侵染细菌的实验结果中放射性物质的分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,理论上讲,32P标记的DNA全部存在于沉淀物中,上清液的放射性为0;实际上,上清液中有少量放射性,原因有以下两种。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,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标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。探究点一
12、探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新2.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)设计思路探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新(2)对照实验肺炎双球菌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 探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新(3)实验结论肺炎双球菌体外转化实验的结论:证明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。探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新1.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程,你认为同位素标记的方案应为()A.用14C或
13、3H培养噬菌体,再去侵染细菌B.用18O或32P培养噬菌体,再去侵染细菌C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32P标记DNA,另一组用35S标记蛋白质外壳解析:用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳,35S仅存于噬菌体的蛋白质外壳中,32P仅存在于噬菌体的DNA中,而14C、18O和3H在蛋白质和DNA中都含有,无法区别是哪一种成分发挥作用,同时用32P、35S标记噬菌体,DNA和蛋白质都有放射性,也无法判断是哪一种成分发挥作用。答案:D探究点一探究点二问题导引典例剖析归纳提升活学活练温故知新2.若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P 标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬
14、菌体()A.一定有35S,可能有32PB.只有35SC.一定有32P,可能有35SD.只有32P解析:1个32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌,含32P标记的噬菌体DNA侵入大肠杆菌,以大肠杆菌内的物质为原料进行复制,故释放的噬菌体可能含有32P;噬菌体以大肠杆菌内的含35S的物质为原料合成蛋白质,故释放的噬菌体一定含有35S。答案:A探究点一探究点二温故知新1.两个肺炎双球菌转化实验的结论(1)格里菲思实验的结论:加热杀死的S型细菌中存在促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。(2)艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质,即DNA是遗传物质。2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记(1)第一次标记:标记大肠杆菌,分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌。(2)第二次标记:标记噬菌体,分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体。3.证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路设法将DNA和蛋白质等其他物质分离开来,单独地、直接地观察它们各自的作用。探究点一探究点二温故知新4.不同生物的遗传物质
