3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第1節(jié)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第3章

基因的本質(zhì)12346提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律孟德爾把“遺傳因子”命名為基因約翰遜提出基因在染色體上的假說薩頓實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上摩爾根科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質(zhì)5DNA?蛋白質(zhì)20世紀(jì)中葉遺傳物質(zhì)的探索考點(diǎn)一

肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)20世紀(jì)20年代氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息當(dāng)時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)其他生物大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蛋白質(zhì)可以直接“控制”生物的性狀和代謝。DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子對(duì)DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)20世紀(jì)30年代蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)二.肺炎鏈球菌類型

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)菌落特點(diǎn)毒性有無S型_______________________R型_____________________有多糖類莢膜無多糖類莢膜表面光滑表面粗糙有無

多糖類莢膜的作用：

使S型菌抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)存活并繁殖。三.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.注射R型活細(xì)菌，小鼠_______2.注射S型活細(xì)菌，小鼠____，分離出S型活菌。3.注射加熱致死后的S型細(xì)菌，小鼠______。4.注射R型活細(xì)菌+加熱致死后的S型細(xì)菌，小鼠：存活死亡存活

死亡；并分離出S型活細(xì)菌。

實(shí)驗(yàn)1、2對(duì)比說明：___________________________________

R型細(xì)菌無致病性，S型細(xì)菌有致病性轉(zhuǎn)化因子是什么？

實(shí)驗(yàn)2、3、4對(duì)比說明：________________________________

R型活細(xì)菌能轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌結(jié)論：

加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，能將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌四.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)思路:設(shè)法逐步去除S型細(xì)菌的各組分后分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察是否有S型活細(xì)菌出現(xiàn)。2.實(shí)驗(yàn)過程:R型S型R型R型S型R型S型R型S型①②③④⑤2.分析:(1)實(shí)驗(yàn)___是對(duì)照組，__________是實(shí)驗(yàn)組①②③④⑤(2)實(shí)驗(yàn)①②、①③、①④分別說明_____________________________________

蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子(3)實(shí)驗(yàn)①⑤說明__________________DNA是轉(zhuǎn)化因子3.結(jié)論:

_______是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。DNA②被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細(xì)菌又有S型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；注意：①艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時(shí)證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；

③蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性無法恢復(fù)。

④肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：S型細(xì)菌的DNA整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組科學(xué)方法：自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”加法原理：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。

如：“探究過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)。減法原理：與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素。

艾弗里的實(shí)驗(yàn)利用了控制自變量的_______原理。

即利用不同的酶，每一組實(shí)驗(yàn)特異性的去除一種物質(zhì)，從而觀察這種物質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)化的影響。減法

小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體，致使R型細(xì)菌數(shù)量減少。

是由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繁殖而來的

b之前，已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細(xì)菌大量繁殖?！疽族e(cuò)易混辨析】判斷下列敘述的正誤，并將錯(cuò)誤的說法更正(1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)()(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)就是S型細(xì)菌的DNA可使小鼠致死()(3)將加熱殺死的S型菌與R型活菌混合后注射給小鼠，從死亡小

鼠體內(nèi)只能分離出S型菌()(4)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌使R型細(xì)菌發(fā)生了基因突

變()

(5)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是將DNA和蛋白

質(zhì)分開，分別觀察其遺傳作用()(6)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培

養(yǎng)等技術(shù)()×√×××√

D

C

考點(diǎn)二

噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)一.實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法T2噬菌體和大腸桿菌1.實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體_____，組成元素：_____________________，組成元素：_________________DNAC、H、O、N、P蛋白質(zhì)C、H、O、N、S等2.生活方式：_______________寄生在大腸桿菌中3.T2噬菌體侵染細(xì)菌(增殖)的過程：吸附注入合成組裝釋放增殖需要的條件內(nèi)容模板

的DNA合成T2噬菌體DNA原料

提供的4種脫氧核苷酸合成T2噬菌體蛋白質(zhì)原料_________________場(chǎng)所_________________T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體4.T2噬菌體的增殖（自我復(fù)制）

所需的條件：5.研究T2噬菌體遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路（與艾弗里的實(shí)驗(yàn)一致）：

設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分離開來，直接地、單獨(dú)地觀察它們所起的作用。6.實(shí)驗(yàn)方法：___________________放射性同位素標(biāo)記法標(biāo)記T2噬菌體______35S:DNA32P:標(biāo)記T2噬菌體______蛋白質(zhì)如何標(biāo)記T2噬菌體？標(biāo)記宿主細(xì)胞?

宿主細(xì)胞培養(yǎng)病毒

二.實(shí)驗(yàn)過程：⒈.標(biāo)記T2噬菌體

①分別在含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌②再分別用含32P、35S的兩類細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體、35S標(biāo)記的噬菌體2.標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌噬菌體被35S標(biāo)記檢測(cè)新形成噬菌體的放射性細(xì)菌裂解檢測(cè)沉淀物的放射性檢測(cè)上清液的放射性離心后攪拌后離心35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體檢測(cè)放射性（3點(diǎn)）2.標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌甲組①攪拌：②離心：使吸附的噬菌體與大腸桿菌分開上清液：_______________________________沉淀物：________________________________噬菌體蛋白質(zhì)外殼、噬菌體大腸桿菌、注入的噬菌體DNA35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)放射性情況上清液沉淀物子代噬菌體___檢測(cè)到35S___檢測(cè)到32P很高很低很低很高不能能三、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：1．實(shí)驗(yàn)分析(1)T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，

進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而

仍留在細(xì)胞外。(2)子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代的

遺傳的。2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。DNA蛋白質(zhì)外殼DNADNA混合保溫?cái)嚢枭锨逡撼恋砦?/p>

討論1.艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

（1）個(gè)體小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。

（2）繁殖快。證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)

討論2.從控制自變量的角度，艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是什么？在實(shí)際操作過程中最大的困難是什么？

艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化。

最大的困難是，如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)。

思考1.(1)14C、18O、3H能否標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA？

(2)噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)中能用上述元素代替35S和32P進(jìn)行標(biāo)記么？

不能，由于蛋白質(zhì)和DNA都含有C、H、O，若用14C、18O、3H進(jìn)行標(biāo)記，無法確認(rèn)被標(biāo)記的是何種物質(zhì)。能35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一個(gè)噬菌體上。

C

四、難點(diǎn)突破1.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析親代噬菌體上清液(主要是噬菌體外殼)沉淀物(主要是被侵染的大腸桿菌)細(xì)菌裂解釋放出的子代噬菌體有無放射性35S-蛋白質(zhì)32P-DNA放射性高放射性低沒有檢測(cè)到35S放射性低放射性高檢測(cè)到32P(1)35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性?由于攪拌不充分,有少量的含35S的噬菌體外殼吸附在大腸桿菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。攪拌不充分理論上上清液沉淀物其中一個(gè)大腸桿菌實(shí)際上35S標(biāo)記的一組，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性:若32P標(biāo)記的一組攪拌不充分，上清液和沉淀物的放射性有何變化？無變化(2)32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，為什么上清液中出現(xiàn)了放射性?①保溫時(shí)間過短，部分噬菌體DNA還未“注入”大腸桿菌

②保溫時(shí)間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)被“釋放”出來若35S標(biāo)記的一組保溫時(shí)間過長或過短時(shí)，上清液和沉淀物的放射性有何變化？無變化2.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況例.某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；

②用未標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌；

③用15N標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌。一段時(shí)間后進(jìn)行離心，檢測(cè)到放射性存在的主要部位依次是[]

A．沉淀、上清液、沉淀和上清液

B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液

C．沉淀、上清液、沉淀

D．上清液、上清液、沉淀和上清液B肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者思路分離方式結(jié)論設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)地研究它們遺傳功能。證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。酶解法:分別加入到R型菌中同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對(duì)比：考點(diǎn)三

生物的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒提取蛋白質(zhì)RNARNA+RNA酶感染煙草感染煙草感染煙草煙草葉不出現(xiàn)病斑煙草葉________________________一.煙草花葉病毒對(duì)煙草葉細(xì)胞的感染實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象出現(xiàn)病斑煙草葉不出現(xiàn)病斑2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，

不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。RNA蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：RNA也是遺傳物質(zhì)

HRV的RNATMV的蛋白質(zhì)外殼TMV的RNAHRV的蛋白質(zhì)外殼SARS病毒艾滋病病毒少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNACOVID--19流感病毒埃博拉病毒細(xì)胞生物含有DNA和RNA病毒含有DNA或RNADNA病毒RNA病毒遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是RNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)提醒：具體某種生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，不能加“主要”二字。二、DNA是主要的遺傳物質(zhì)生物類型病毒原核生物真核生物體內(nèi)核酸種類_______________________DNA和RNA體內(nèi)堿基種類__種

種

種體內(nèi)核苷酸種類

種

種

種遺傳物質(zhì)_______________________實(shí)例T2噬菌體、煙草花葉病毒乳酸菌、藍(lán)藻玉米、小麥、人DNA或RNADNA和RNA455488DNA或RNADNADNA總結(jié)歸納：不同生物的遺傳物質(zhì)請(qǐng)總結(jié)：探索“遺傳物質(zhì)”的思路和方法，并完成填空：(1)探究思路：______________________________________(2)三種方法設(shè)法將物質(zhì)分開，單獨(dú)看其作用減法同位素標(biāo)記技術(shù)特定堿基TU特有元素酶解法[全國卷Ⅰ，10分]根據(jù)遺傳物質(zhì)化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對(duì)人類健康會(huì)造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。

假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡(jiǎn)要寫出（1）實(shí)驗(yàn)思路，（2）預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。（要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組）（1）甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。（2）若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。S型肺炎雙球菌有莢膜,菌落光滑,可致病,對(duì)青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型菌中分離出了兩種突變型:R型,無莢膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(記為PenrS型)。現(xiàn)用PenrS型菌和R型菌進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),對(duì)其結(jié)果的分析最合理的是(

)A.甲組中部分小鼠患敗血癥,注射青霉素治療后均可康復(fù)B.乙組中可觀察到兩種菌落,加青霉素后仍有兩種菌落繼續(xù)生長C.丙組培養(yǎng)基中含有青霉素,所以生長的菌落是Penr