1、- 1 -第 1 节 DNA 是主要的遗传物质【自主学习】【学习目标】1. 理解两个经典实验的过程以及对应的结论；2. 理解各实验所运用的科学方法；3. 理解 DNA 是主要遗传物质。【学习重点难点】重点1. 两个经典实验的过程以及对应的结论；2.各实验所运用的科学方法；3.DNA 是主要遗传物质。难点1.两个经典实验的过程以及对应的结论；2.各实验所运用的科学方法；3.DNA 是主要遗传物质。【方法引导】仔细观察书本的“问题探讨” 、 “思考与讨论” 、 “资料分析”等材料，积极思考、交流，在讨论、探究中解决问题、得出结论、锻炼能力。【基础知识】一、 基础回顾：1、 DNA 中文名称是_，组
2、成单位是_，其种类有_种；含有碱基有_，五碳糖是_。它是_生物的遗传物质。2、 RNA 中文名称是_，组成单位是_，其种类有_种；含有碱基有_，五碳糖是_。它是_生物的遗传物质。3、 噬菌体、烟草花叶病毒，烟草这三种生物，碱基种类分别有_种，核苷酸分别有_种。二、DNA 是遗传物质的实验证据（直接证据）关键思路：设法将 和 等物质分开，单独地直接地去观察它们的作用。1、肺炎双球菌的转化实验（1）科学家： （体内转化）和 （体外转化） 。- 2 -（2）实验过程：A、 格里菲思的体内转化实验。思考 ：注射 R 型活菌和加热杀死的 S 型菌混合而死亡的小鼠体内存在什么类型的活细菌？格里菲思的实验是
3、否证明了 DNA 是遗传物质？B、 艾弗里的体外转化实验。原理：将 S 型细菌的成分提取和分离，并分别与 R 型活菌混合培养，以观察各种成分的作用。结论： 才是使 R 型菌产生稳定遗传变化的物质，即 是遗传物质， 不是遗传物质。思考 ：艾弗里的补充实验“S 型菌的 DNA+DNA 水解酶+R 型菌R 型菌”实验的目的是什么？2、噬菌体侵染细菌的实验A、科学家： B、实验材料：大肠杆菌和 （它的结构是由 和 组成） 。C、实验所采用方法： 法。D、噬菌体侵染大肠杆菌的过程：（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是 。（2）噬菌体增殖时所用模板由 提供，所用原料由 提供。【综合提升】一、噬菌体侵染细菌的
4、实验实验处理及结果：蛋白质外壳用 标记的噬菌体- 3 -混合培养后搅拌并离心 上清液放射性 ，沉淀物的放射性 + 大肠杆菌DNA 用 标记的噬菌体+ 大肠杆菌F、结论：噬菌体侵染细菌时，留在细菌外面的是 ，注入细菌体内的物质 。因此子代噬菌体的性状是通过亲代的 遗传的。也就是 才是真正的遗传物质。 （是否有证明蛋白质不是遗传物质？）思考：科学家采用噬菌体做实验材料的原因是什么？ 实验中为什么要采用标记 P 和 S 这两种元素来分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质？如何得到用 35S 标记蛋白质的噬菌体和 32P 标记 DNA 的噬菌体？用 32P 标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因可能是
5、什么？那用 35S 标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因又是什么？若一个 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌释放了 128 个噬菌体，则含有 32P 的噬菌体有_个。归纳点拨 1、噬菌体的生活方式是 ，由此推测它在生态系统中属于 成分。2、这两个实验 （填“能”或“不能” ）得出 DNA 是主要的遗传物质的结论。3、总结我们课本上出现的利用放射性同位素标记的知识点。二、RNA 是遗传物质的实验证据1.过程及结果2.结论： 也是遗传物质。- 4 -三、生物的遗传物质1.原核和真核细胞遗传物质都是_,病毒的遗传物质是_。2.对于整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是_，只有少数病毒的遗传物质是
6、 ，所以说_是主要的遗传物质。 【预习自测】1下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，错误的是( )A艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了 DNA 是转化因子B噬菌体侵染细菌实验证明了噬菌体的遗传物质是 DNAC两个实验的设计思路都是设法将 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应D用含 32P 的肉汤培养基培养 T2噬菌体能获得 DNA 被标记的 T2噬菌体答案 D2某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下 4 个实验：S 型菌的 DNADNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠R 型菌的 DNADNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠R 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射
7、入小鼠S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠( )A存活，存活，存活，死亡 B存活，死亡，存在，死亡C死亡，死亡，存活，存活 D存活，死亡，存活，存活答案 D3(2012浙江)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“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型做出预测，见表。其中预测正确的是( )A.1、3 B1、4 C2、3 D2、4答案 B4在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有 R 型细菌的 1、2、3、4 四个试管中，依次加入从 S型活细菌中提取的 DNA、DNA 和 DNA 酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍
8、然有- 5 -R 型细菌的是( )A3 和 4 B1、3 和 4 C2、3 和 4 D1、2、3 和 4答案 D5下列生物学研究所选择的技术和方法中，正确的是( )A用含有 35S 标记 DNA 的噬菌体侵染细菌证明了 DNA 是遗传物质B建立生物膜模型的过程说明了假说和生物膜模型的发展性C用标志重捕法进行某鼠种群出生率的调查D萨顿运用假说演绎法，提出基因位于染色体上的假说答案 B 【课堂检测】1在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了 T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )A该实验证明了 DNA 是主要的遗传物质B分别用含有 32P 的 T2噬菌体和含有 35S 的 T2噬菌体
9、进行侵染实验C用含有充足有机物的完全培养基培养 T2噬菌体D用 32P 标记 T2噬菌体的蛋白质，用 35S 标记 T2噬菌体的 DNA答案 B2(2012潍坊)生命科学研究常利用同位素标记特定的化合物，追踪或显示物质运行和变化过程。下列各项所选择使用的同位素及相关结论不正确的是( )选项 同位素 应用A 35S 标记噬菌体，证明 DNA 是遗传物质B 15N 标记 DNA 分子，证明 DNA 分子半保留复制方式C 14C 标记 CO2，得知碳原子在光合作用中的转移途径D 18O 标记水，证明光合作用所释放的 O2全部来自水答案 A3下列有关科学家实验室研究的叙述中，错误的是( )实验材料 实
10、验过程 实验结果与结论A R 型和 S 型肺炎 将 R 型活菌与 S 型菌的 DNA 只生成 R 型菌，说明 DNA 被水- 6 -双球菌 与 DNA 水解酶混合培养 解后，就失去遗传效应B噬菌体和大肠杆菌用含 35S 标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温离心获得的上清液中的放射性很高，说明 DNA 是遗传物质C烟草花叶病毒和烟草用从烟草花叶病毒分离出的RNA 侵染烟草烟草感染出现病斑，说明烟草花叶病毒的 RNA 可能是遗传物质D 大肠杆菌将已用 15N 标记 DNA 的大肠杆菌培养在普通( 14N)培养基中经三次分裂后，含 15N 的 DNA占 DNA 总数的 1/4，说明 DNA
11、分子的复制方式是半保留复制答案 B4(2012衡阳)下列关于“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的表述正确的是( )A肺炎双球菌的转化实验属于基因工程，其变异原理是基因重组B两个实验都证明 DNA 是主要的遗传物质C噬菌体侵染细菌的实验搅拌离心操作前的保温时间不宜过长D两个实验的关键都是通过物质分离提纯技术把 DNA 和蛋白质分开单独起作用答案 C 【当堂训练】1(2013鸡西联考)原核生物、真核生物、病毒的遗传物质依次是( )DNA RNA DNA 和 RNA DNA 或 RNAA B C D答案 D2(2013江苏阜宁月考)同位素标记法与噬菌体侵染细菌实验，下列现象不会发生的
12、是( )A. 若用 32P 和 35S 标记病毒而宿主细胞未被标记，只在子代病毒的核酸中有 32P 标记B若用 32P 和 35S 标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素C. 若用 C、H、O、N 等标记病毒而宿主细胞未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素 D若用 C、H、O、N 等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素答案 C3如图为用 32P 标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌(T 2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：- 7 -(1)根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液是用来
13、培养_，其内的营养成分中是否含 32P？_。(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：测定发现在搅拌后的上清液中含有 0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体_，仍存在于_。当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体_。(3)请你设计一个给 T2噬菌体标记上 32P 的实验：配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入_，作为合成 DNA 的原料；_；在培养液中提取出所需要的 T2噬菌体，其体内的_被标记上 32P。答案 (1)大肠杆菌 不含有(2)没有侵入大肠杆菌 培养液中从大肠杆菌体内释放出来(3)用 32P 标记的脱氧核
14、苷酸在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种 T2噬菌体，继续进行培养DNA4在 20 世纪以前，大多数科学家认为蛋白质是遗传物质，后来英国科学家格里菲思和美国科学家艾弗里先后用肺炎双球菌的转化实验，以及 1952 年赫尔希与蔡斯利用 T2噬菌体为实验材料，运用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更有说服力的实验，证明了 DNA 是遗传物质。(1)在肺炎双球菌转化实验中，将 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后注射，从小鼠体内分离出 S 型活细菌，说明 S 型细菌中的转化因子使无毒的 R 型活细菌转化成了有毒的 S 型活细菌，你认为该转化因子是( )A荚膜 B合成荚膜的酶C与合成荚
15、膜的酶有关的基因 D整个 S 型细菌的 DNA(2)在 T2噬菌体实验中，为什么选择 35S 和 32P 这两种同位素分别对蛋白质和 DNA 进行标记？_。(3)在 T2噬菌体实验中，怎样培养含有放射性 35S 的 T2噬菌体？_。(4)分析肺炎双球菌转化实验和 T2噬菌体实验，DNA 作为遗传物质应该具备_和_的特点。- 8 -答案 (1)C (2)因为只有蛋白质分子中含有 S，而 P 几乎都存在于 DNA 分子中 (3)先用含有 35S 的培养基培养大肠杆菌，再用这种大肠杆菌培养 T2噬菌体 (4)能决定生物的性状(或控制蛋白质的合成) 使前后代保持连续性(或可以自我复制) 【课后拓展】1
16、、如果用 15N、 32P、 35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为（ A ）A、可在 DNA 中找到 15N 和 32P B、可在外壳中找到 15N 和 35SC、可在 DNA 中找到 15N 和 32P、 35S D、可在外壳中找到 15N2、下列哪项是艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法或实验设计思路（ D ）A、杂交实验法 B、放射性同位素标记法C、病毒侵染法 D、单独直接观察不同成分作用3、真核生物遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制细胞核和细胞质遗传的物质是（ A ）A、DNA B、RNA C、DNA 和 RNA D、DNA 或
17、 RNA【高考模拟】4、 （2007 广东生物 5）格里菲思（F. Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（ D ） A、证明了 DNA 是遗传物 B、证明了 RNA 是遗传物质C、证明了蛋白质是遗传物质 D、没有具体证明哪一种物质是遗传物质5、 （2008 江苏生物 8）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下 4 个实验：S 型菌的DNADNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠；R 型菌的 DNADNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠；R 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠；S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 R 型菌的 DNA注射入小鼠。以上 4 个实验中小鼠存活的情况依次是（ D ）A、存活、存活、存活、死亡 B、存活、死亡、存活、死亡C、死亡、死亡、存活、存活 D、存活、死亡、存活、存活
