高中生物必修二課件：3-1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第9課時DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)習(xí)目標1.掌握肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論(重難點)；2.掌握噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程及結(jié)果的分析(重難點)；3.理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的內(nèi)涵和理由(重點)。|基礎(chǔ)知識|一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗(1)兩種類型的肺炎雙球菌：S型細菌的菌落

，可使人患肺炎或小鼠患

。表面光滑敗血病(2)實驗過程：第一組：給小鼠注射

，結(jié)果是

。第二組：給小鼠注射

，結(jié)果是小鼠

，且從小鼠體內(nèi)分離出

。第三組：注射加熱殺死后的________，結(jié)果是小鼠________。第四組：將

與加熱殺死后的S型細菌混合后注射，結(jié)果是

，且從小鼠體內(nèi)分離出

。(3)實驗結(jié)論：S型細菌含有促進R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的

。R型活菌小鼠不死亡S型活菌死亡S型活菌S型活菌不死亡R型活菌小鼠死亡S型活菌轉(zhuǎn)化因子2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗R型菌＋S型菌的DNA→出現(xiàn)

。R型菌＋S型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖→只長

。R型菌＋S型菌的DNA＋DNA酶→只長

。R型菌和S型菌R型菌R型菌二、噬菌體侵染細菌的實驗1.噬菌體的結(jié)構(gòu)和成分頭部DNA尾部蛋白質(zhì)2.該實驗分兩個分組，請完善下圖兩個實驗的流程圖35S35S攪拌離心高低35S35P攪拌35P離心低高35P3.實驗結(jié)論和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗一樣，都證明了______是遺傳物質(zhì)。三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)由于

，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。DNA大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA|自查自糾|1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)(

)2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明了讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的因子是DNA(

)3.35S和32P分別標記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)(

)4.用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組中，放射性都出現(xiàn)在上清液中(

)5.由于大部分具有細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)(

)答案1.×

2.√

3.×

4.×

5.×|圖解圖說|S型細菌的轉(zhuǎn)化作用。注意：格里菲思和艾弗里的實驗結(jié)論不同，格里菲思的實驗只證明S型細菌含有能讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子，艾弗里的實驗才證明DNA是遺傳物質(zhì)。|圖解圖說|S型細菌的轉(zhuǎn)化作用。注意：格里菲思和艾弗里的實驗結(jié)論不同，格里菲思的實驗只證明S型細菌含有能讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子，艾弗里的實驗才證明DNA是遺傳物質(zhì)?！锸删w侵染細菌時，蛋白質(zhì)外殼不進入細菌，DNA進入細菌，并利用宿主內(nèi)物質(zhì)合成自身物質(zhì)，因此子代噬菌體放射性的分析要看被放射性標記的對象是噬菌體的DNA，蛋白質(zhì)還是細菌。先培養(yǎng)含32P的細菌，再用這些細菌培養(yǎng)噬菌體，獲得32P標記的噬菌體。先培養(yǎng)含32P的細菌，再用這些細菌培養(yǎng)噬菌體，獲得32P標記的噬菌體。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗是否都能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)？提示：不能，這兩個實驗都只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。探究點一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗根據(jù)教材P43圖3－2回答下列問題：(1)第一組和第二組實驗對照能得到什么結(jié)論？提示：R型細菌無毒性，S型細菌有毒性。(2)第二組和第三組實驗對照能得到什么結(jié)論？提示：加熱能使S型細菌失去毒性。(3)四組實驗中哪一組發(fā)生了細菌轉(zhuǎn)化？對比之后，你能否得出DNA就是轉(zhuǎn)化因子(遺傳物質(zhì))的結(jié)論？提示：第四組。不能，只能得出“S型細菌含有能讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子”。探究點一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗根據(jù)教材P43圖3－2回答下列問題：(1)第一組和第二組實驗對照能得到什么結(jié)論？提示：R型細菌無毒性，S型細菌有毒性。(2)第二組和第三組實驗對照能得到什么結(jié)論？提示：加熱能使S型細菌失去毒性。(3)四組實驗中哪一組發(fā)生了細菌轉(zhuǎn)化？對比之后，你能否得出DNA就是轉(zhuǎn)化因子(遺傳物質(zhì))的結(jié)論？提示：第四組。不能，只能得出“S型細菌含有能讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子”。(1)本實驗中的“轉(zhuǎn)化”指的是R型細菌成為S型細菌。(2)格里菲思的實驗只能證明S型細菌含有轉(zhuǎn)化因子。2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗請根據(jù)教材P44圖3－3思考下列問題：(1)哪一組發(fā)生了R型菌的轉(zhuǎn)化？發(fā)生轉(zhuǎn)化的原因是什么？提示：第一組，R型菌得到了S型菌的遺傳物質(zhì)。(2)第三組和第一組相對照，為什么能更有力地說明DNA是遺傳物質(zhì)？提示：第三組中的DNA酶將DNA水解，與第一組對照，能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而DNA的基本單位——脫氧核苷酸不是遺傳物質(zhì)。(3)第一組中是不是全部的R型菌都轉(zhuǎn)化為S型菌？轉(zhuǎn)化率的高低與什么因素有關(guān)？提示：不是，DNA的純度決定其轉(zhuǎn)化率，純度越高則轉(zhuǎn)化率也越高。(3)第一組中是不是全部的R型菌都轉(zhuǎn)化為S型菌？轉(zhuǎn)化率的高低與什么因素有關(guān)？提示：不是，DNA的純度決定其轉(zhuǎn)化率，純度越高則轉(zhuǎn)化率也越高。【典例1】

下列有關(guān)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述中，錯誤的是(

)A.格里菲思和艾弗里所做的分別是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗B.格里菲思的實驗只能證明S型菌含有能讓R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的因子C.艾弗里將S型菌的DNA或蛋白質(zhì)與R型菌混合培養(yǎng)，均能發(fā)生細菌轉(zhuǎn)化D.“DNA＋DNA酶”的一組中能證明DNA的水解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)嘗試解答________解析格里菲思和艾弗里分別做了體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗，其中體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，只能證明S型菌含能讓R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的因子，A、B正確。只有S型菌的DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”，蛋白質(zhì)不能讓R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，C錯誤。DNA被DNA酶催化水解，且該組細菌沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以“DNA＋DNA酶”的一組中能證明DNA的水解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)，D正確。答案C【跟蹤訓(xùn)練】1.肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡，無莢膜的R菌無毒性。下圖為所做的細菌轉(zhuǎn)化實驗。相關(guān)說法錯誤的是(

)A.丙組為空白對照，實驗結(jié)果為小鼠不死亡B.能導(dǎo)致小鼠患敗血癥死亡的有甲、丁兩組C.戊組實驗表明，加S菌的蛋白質(zhì)后試管中長出的還是無毒性的R菌D.丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代解析含有莢膜的肺炎雙球菌是甲、乙、丁三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎雙球菌失去毒性，所以只有甲、丁兩組能導(dǎo)致小鼠死亡。戊組加S型菌的蛋白質(zhì)后試管中長出的還是無毒性的R型菌，而丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是由遺傳物質(zhì)的改變引起的，可以遺傳給后代。答案D探究點二噬菌體侵染細菌的實驗分析請你根據(jù)教材P45圖3－6回答下列問題：1.處理方法分析(1)兩個實驗分組中，為什么要分別用35S和32P標記噬菌體？為什么不能用14C或18O或3H進行標記？提示：35S和32P可以分別標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，用不同的放射性同位素標記噬菌體，可以探究是何種成分侵染大腸桿菌。不能，因為噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中都含有C、H、O。(2)攪拌和離心的目的分別是什么？提示：攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體外殼，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。2.實驗結(jié)果分析(1)兩個分組實驗的結(jié)果中，對放射性分布的描述是放射性分布“有、無”還是“高、低”？提示：高、低。(2)如果用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組攪拌不充分，實驗結(jié)果會有怎樣的異?，F(xiàn)象？提示：沉淀物中的放射性會升高，上清液中的放射性會降低。(3)在32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組中，保溫時間過長或過短，會出現(xiàn)怎樣的異?，F(xiàn)象？其原因分別是什么？提示：保溫時間過長或保溫時間過短，都會導(dǎo)致上清液放射性升高，沉淀物中放射性降低。保溫時間過久，侵染大腸桿菌的噬菌體增殖使大腸桿菌細胞裂解，釋放出的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中；保溫時間過短，一些被標記的噬菌體未侵染入大腸桿菌，經(jīng)離心后也分布于上清液中。噬菌體侵染細菌實驗中應(yīng)注意的三個易誤點(1)含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，因為病毒營專性寄生生活，故應(yīng)先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體。(2)不能標記C、H、O、N，因這些元素是蛋白質(zhì)和DNA共有的，無法將DNA和蛋白質(zhì)分開。(3)35S(標記蛋白質(zhì))和32P(標記DNA)不能同時標記在同一個噬菌體上，因為放射性檢測時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性?！镜淅?】

某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染大腸桿菌的部分實驗，有關(guān)分析錯誤的是(

)A.35S標記的是噬菌體的DNAB.沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中攪拌是否充分有關(guān)C.上清液a中放射性較強D.上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)嘗試解答________解析35S標記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，DNA不含有S元素，A錯誤；若攪拌不充分，一部分蛋白質(zhì)外殼不能與大腸桿菌分離，會隨大腸桿菌進入沉淀中，使沉淀物b中放射性增強，該實驗沒有標記DNA，不能說明DNA的作用，故不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，B、D正確；充分攪拌離心后，含放射性的蛋白質(zhì)外殼進入上清液，使上清液a中放射性較強，C正確。答案A【跟蹤訓(xùn)練】2.“噬菌體侵染細菌的實驗”是研究遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗，主要過程如下：①標記噬菌體→②噬菌體與細菌混合培養(yǎng)→③攪拌、離心→④檢測放射性。下列敘述正確的是(

)A.①需要利用分別含有35S和32P的細菌B.②中少量噬菌體未侵入細菌會導(dǎo)致實驗失敗C.③的作用是加速細菌的解體D.④的結(jié)果是沉淀物中檢測到放射性解析①需要利用分別含有35S和32P的細菌；②中少量噬菌體未侵入細菌不會導(dǎo)致實驗失敗，只要有大量噬菌體侵入細菌就能表明遺傳物質(zhì)的傳遞情況；③的作用是加速噬菌體和細菌的分離；④的結(jié)果是上清液或沉淀物中分別檢測到放射性。答案A探究點三DNA為什么是“主要的”遺傳物質(zhì)1.病毒中有幾種核酸、核苷酸、五碳糖和堿基？2.細胞中含有幾種核酸、核苷酸、五碳糖及堿基？3.為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？提示：一種、四種、一種和四種。提示：兩種、八種、兩種和五種。提示：因為大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(1)雖然細胞中同時含DNA和RNA，但所有細胞的遺傳物質(zhì)都是DNA。(2)病毒中的核酸只有一種——DNA或RNA，不管是哪種核酸，只要是病毒所具有的核酸均是其遺傳物質(zhì)。【典例3】

下列關(guān)于核酸和遺傳物質(zhì)的敘述中，正確的是(

)A.原核細胞中的遺傳物質(zhì)是RNA，真核細胞中的遺傳物質(zhì)是DNAB.病毒中的遺傳物質(zhì)是RNA，細胞中的遺傳物質(zhì)是DNAC.由于大部分細胞中的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.病毒中所含有的核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)嘗試解答________解析無論是哪種細胞，細胞中的遺傳物質(zhì)一定是DNA，A錯誤。有的病毒遺傳物質(zhì)是RNA，有的是DNA，B錯誤。全部的細胞中遺傳物質(zhì)都是DNA，因為大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)，C錯誤。病毒中的核酸是DNA或RNA，不管是哪種核酸，都是遺傳物質(zhì)，D正確。答案D【跟蹤訓(xùn)練】3.下列關(guān)于“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的敘述中，正確的是(

)A.細胞核遺傳的遺傳物質(zhì)是DNA，細胞質(zhì)遺傳的遺傳物質(zhì)是RNAB.“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)C.真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNAD.細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，非細胞生物的遺傳物質(zhì)是RNA解析細胞核遺傳的遺傳物質(zhì)是DNA，細胞質(zhì)遺傳的遺傳物質(zhì)也是DNA，A錯誤；“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是遺傳物質(zhì)，B錯誤；細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，非細胞生物的遺傳物質(zhì)是RNA或DNA，D錯誤。答案C1.艾弗里細菌轉(zhuǎn)化實驗中，為了弄明白什么是遺傳物質(zhì)，他設(shè)計了有關(guān)實驗，下列選項所列的實驗過程中，培養(yǎng)基中有光滑菌落產(chǎn)生的是(

)A.S型菌的蛋白質(zhì)＋R型菌B.S型菌的多糖＋R型菌C.S型菌的DNA＋R型菌D.S型菌的多糖＋S型菌的蛋白質(zhì)＋R型菌解析表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì)，菌落中只有R型菌落，C項中加入了S型菌的DNA，所以可以使R型菌進行轉(zhuǎn)化，出現(xiàn)S型菌落。答案C2.1944年，科學(xué)家從S型活細菌中提取出DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，將S型細菌的DNA加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的部分R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌；而加入蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的培養(yǎng)基中，R型細菌不能發(fā)生這種變化。這一現(xiàn)象不能說明的是(

)A.S型細菌的性狀是由其DNA決定的B.在轉(zhuǎn)化過程中，S型細菌的DNA可能進入到R型細菌細胞中C.DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.DNA是遺傳物質(zhì)解析題干所述實驗?zāi)苷f明DNA是遺傳物質(zhì)。DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論的得出是基于絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質(zhì)。答案C3.在探索遺傳物質(zhì)的過程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.用32P、35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)B.該實驗的步驟是標記、培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測C.用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體D.該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析32P、35S應(yīng)分別標記不同組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，A錯誤；該實驗先標記噬菌體，然后用標記的噬菌體侵染大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，之后進行攪拌和離心，最后檢測上清液和沉淀物的放射性，B正確；T2噬菌體只能用活細胞培養(yǎng)，不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)，C錯誤；該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。答案B4.艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗的研究方法可能有：①設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)，②放射性同位素標記法。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.兩者都運用了①和②B.前者運用了①，后者運用了②C.前者只運用了②，后者運用了①和②D.前者只運用了①，后者運用了①和②解析艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)。而赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗也是把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)，并且還運用了放射性同位素標記法。答案D5.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述中，不正確的是(

)A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析具有細胞結(jié)構(gòu)的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)，病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)?？傊?，大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，即DNA是主要的遺傳物質(zhì)。答案C4.艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗的研究方法可能有：①設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)，②放射性同位素標記法。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.兩者都運用了①和②B.前者運用了①，后者運用了②C.前者只運用了②，后者運用了①和②D.前者只運用了①，后者運用了①和②3.在探索遺傳物質(zhì)的過程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.用32P、35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)B.該實驗的步驟是標記、培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測C.用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體D.該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)|自查自糾|1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)(

)2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明了讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的因子是DNA(

)3.35S和32P分別標記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)(

)4.用35S標記的噬菌體侵染大