DNA是主要的遗传物质-高一下学期生物人教版必修2

第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗传物质科学家发现：染色体主要组成成分:

。孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于

上基因的追寻记染色体蛋白质和DNA谁是遗传物质？你认为遗传物质可能具有什么特点？①储存大量的遗传信息②分子结构具有相对的稳定性③能够自我复制，保持前后代的连续性④能通过指导蛋白质合成，控制生物性状⑤能产生可遗传的变异你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些?可将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等等。思考:

通过这节课的学习,我们能总结出作为遗传物质应具备什么样的特点?①分子结构具有相对的稳定性②能够自我复制，保持前后代的连续性③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状④能产生可遗传的变异⑤具有储存大量遗传信息的潜能

DNA具备作为遗传物质的条件吗？噬菌体侵染细菌实验证明了DNA具备了上述哪些特点?P46思考与讨论1、3一、对遗传物质的早期推测

蛋白质

20世纪20年代：蛋白质是生物的遗传物质

20世纪30年代：意识到DNA的重要性，但蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。染色体DNA

:氨基酸):四种脱氧核糖核苷酸

DNA基本单位脱氧核糖碱基磷酸AGCT20世纪30年代：——脱氧核苷酸1′2′3′4′5′脱氧核苷酸的种类AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸20世纪30年代：DNA有重要作用肺炎链球菌体内转化实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验烟草花叶病毒的转化实验二、实验探究过程(一)肺炎链球菌体内转化实验

——

格里菲思多糖类荚膜R型菌：菌落粗糙(Rough)、无毒性S型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒性,使小鼠得肺炎、败血病1.肺炎链球菌种类：R活细菌S活细菌S死细菌R活细菌+S死细菌说明加热致死的S型细菌无毒说明S型细菌有毒说明R型细菌无毒说明少数R型活细菌转化成了S型活细菌2、实验步骤实验结论：

加热致死的S型细菌中，存在某种活性物质（转化因子），可以促使R型活细菌转化为S型活细菌［实验设计］寻找转化因子：

在加热致死的S型细菌中含有哪些物质？多糖脂类蛋白质RNADNA加热致死的S型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？(二)艾弗里的体外转化实验关键：利用酶的专一性特异地去除某种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，R型菌能不能发生转化(二)艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验(视频)蛋白酶（或RNA酶、酯酶）DNA酶酶解法(二)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验

结论：DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质；DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——减法原理例.体内转化实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,回答下列问题:①ab段R型细菌数量减少的原因是

。②bc段R型细菌数量增多的原因是

。③后期出现的大量S型细菌是由

而来的。

答案:①小鼠免疫系统杀死了R型细菌,致使R型细菌数量减少②b点之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造成R型细菌大量繁殖③R型细菌转化成的S型细菌繁殖

体内转化实验体外转化实验科学家格里菲思艾弗里及其同事培养场所对照设置实验结论联系小鼠体内培养基将R型与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分的作用进行对照S型细菌中存在某种转化因子让R→SDNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质二、肺炎链球菌的转化实验材料相同；体内转化实验是体内转化实验的基础

但是，仍有人对实验结论表示怀疑。因为艾弗里实验中无法真正去除DNA，可能仍存在少量的DNA。有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢T2噬菌体模式图噬菌体：细菌病毒，专一性寄生在大肠杆菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。1952年赫尔希（A.Hershey)和蔡斯（M.Chase)(三)噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌实验（视频）思考：噬菌体的DNA还是蛋白质进入了大肠杆菌体内？T2噬菌体模式图DNA（主要元素是C、H、O、N、P）蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）放射性同位素标记技术（标记32p）（标记35s

）思考：为什么要用35S和32P标记？用14C和18O等标记行吗？

因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。(三)噬菌体侵染细菌的实验怎么标记噬菌体呢？一组培养基含放射性同位素35S培养大肠杆菌含35S的大肠杆菌蛋白质外壳含35S的噬菌体培养噬菌体一组培养基含放射性同位素32P含32P的大肠杆菌培养大肠杆菌(三)噬菌体侵染细菌的实验培养噬菌体DNA含32P的噬菌体蛋白质外壳含35SDNA含32P1.实验步骤:1.实验步骤:用标记的大肠杆菌标记噬菌体噬菌体侵染未标记的大肠杆菌保温、搅拌、离心观察放射性的分布（一组用32P标记DNA，一组用35S标记蛋白质)

目的是什么？：搅拌：让吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离离心：让上清液析出质量较轻的大肠杆菌，而离心管的沉淀物留下被侵染的大肠杆菌。（1）用含35S的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。（2）用含32p的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。蛋白质未进入细菌DNA进入细菌（搅拌不充分）（保温时间过长、过短）离心离心标记蛋白质标记DNA蛋白质未进入细菌DNA进入细菌保温保温搅拌、搅拌、无标记目的是什么？取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：分组噬菌体的标记上清液沉淀物A35SB32P结论：才是噬菌体真正的遗传物质DNA很高很低很低很高1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也含有少量放射性，为什么?【实验分析】搅拌不充分。有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的可能的原因是什么?2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的可能的原因是什么?提示:①保温时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。②保温时间过长,部分噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代，经离心后分布于上清液中。（四）烟草花叶病毒的转化实验

烟草花叶病毒，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：只有DNA是遗传物质吗？RNA

蛋白质感染不感染烟草花叶病毒烟叶烟叶得花叶病不得花叶病（四）烟草花叶病毒的转化实验

RNA是遗传物质的证据结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。RNA病毒还有：新冠病毒艾滋病病毒流感病毒SARS病毒......四.RNA也可作为遗传物质具有细胞结构的生物真核生物的遗传物质原核生物的遗传物质DNA

多数病毒的遗传物质是DNA少数病毒的遗传物质是RNA绝大多数生物的遗传物质是DNA小结：DNA是主要的遗传物质生物类型病毒原核生物真核生物核酸种类碱基种类核苷酸种类遗传物质实例DNA或RNADNA和RNADNA和RNA4种5种5种4种8种8种DNA或RNADNADNA噬菌体(DNA)烟草花叶病毒(RNA)乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人1.格里菲思：肺炎链球菌的转化实验（体内转化）存在转化因子2.艾弗里：肺炎链球菌的转化实验（体外转化）DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质3.赫尔希和蔡斯：T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验DNA才是真正的遗传物质4.有些病毒不含DNA，只含RNARNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质课堂小结判断正误：(1)艾弗里所做的实验既能证明DNA是遗传物质，也能证明蛋白质不是遗传物质。(

)(2)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。(

)(3)32P、35S标记的噬菌体侵染实验说明DNA是主要的遗传物质(

)(4)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(

)××√√√××√×√例1、格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明了A、DNA是遗传物质B、RNA是遗传物质C、蛋白质不是遗传物质D、加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”D1、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：①上清液和沉淀物中的成分分别是

和

，原因是：

。②进入细菌体内的是噬菌体的

,依据是：

。③该实验能否证明DNA是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？噬菌体外壳细菌两者密度不同DNA放射性32P只存在于沉淀物中只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。例2：2、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：④T2噬菌体复制所需原料来自

，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是

。大肠杆菌大肠杆菌的核糖体练习：1、如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未标记的细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，能够找到的放射性元素为（）A.可在外壳中找到3H、15N、35SB.可在DNA中找到32P、15N、3HC.可在外壳中找到15N、35SD.可在DNA中找到15N、32P、35SB2、如果用未标记的噬菌体侵染用3H、15N、32P、35S标记的细菌，则在产生的子代噬菌体的外壳中找__________________，DNA中找到___________________。3H、15N、35S3H、15N、32P3、某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是（）A.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液C.沉淀物、上清液、沉淀物D.上清液、上清液、沉淀物和上清液B

思考:DNA或RNADNADNA

2、烟草的遗传物质是什么？DNA

1、动物和人体的遗传物质是什么？

3、细菌的遗传物质是什么？

4、一切生物的遗传物质是什么？

5、病毒的遗传物质是什么？核酸3.填表比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将

和

分开,单独研究它们各自不同的功能处理方法放射性同位素标记法:分别标记

和

的特殊元素直接分离法:分离S型细菌的

,分别与R型细菌混合培养检测结果的方式检测