《学霸笔记 同步精讲》第3章 基因的本质 第1节　DNA是主要的遗传物质（课件）高中生物学人教版必修二

(共53张PPT)
第1节　DNA是主要的遗传物质
课标定位
1.对遗传物质的早期推测
分析科学家的探索过程,明确遗传物质具备的特点。
2.肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验
归纳概括实验设计思路,体验实验过程、明确实验结论。
3.DNA是主要的遗传物质
通过具体实例,明确遗传物质除DNA外还有RNA,理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵。
素养阐释
1.运用归纳与概括的方法,分析肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验和烟草花叶病毒侵染烟草实验,归纳出其在实验思路上的共同点,认同科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
2.通过对放射性同位素标记技术的学习,举例说明物理学和化学方法在生物学研究中的重要作用,并能在新情境下运用这些方法分析和解决问题。
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
自主预习·新知导学
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的体内转化实验
(1)肺炎链球菌的类型(连线)
(2)实验过程
2.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体的结构
2.实验过程
3.分析及结论
(1)分析
①噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。
②子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。
(2)结论:DNA是噬菌体的遗传物质。
【思考】
噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌和离心的目的分别是什么
提示:搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
四、RNA是遗传物质的实验证据
1.烟草花叶病毒
(1)烟草花叶病毒的组成
(2)侵染实验
(3)结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2.DNA是主要的遗传物质
(1)不同类型生物的遗传物质(连线)
(2)绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
五、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
1.加法原理
与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如,在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中,与对照组相比,实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
2.减法原理
与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如,在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)S型肺炎链球菌体内的DNA可使活的R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌。(　　)
(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。(　　)
(3)艾弗里的实验证明了促使R型细菌发生转化的因子是DNA。(　　)
(4)肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　　)
√
×
√
×
(5)在噬菌体侵染细菌的实验中,35S和32P分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质。(　　)
(6)用含35S的噬菌体侵染细菌,经离心后,可在沉淀物中发现大量的放射性物质。(　　)
(7)由于大部分具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。(　　)
(8)病毒的遗传物质都是RNA。(　　)
×
×
×
×
2.T2噬菌体侵染细菌的实验中,进入细菌体内的是噬菌体的
(　　)
A.蛋白质和RNA B.RNA
C.DNA和蛋白质 D.DNA
答案:D
解析:T2噬菌体的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染细菌的实验中,进入细菌体内的是噬菌体的DNA。
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
知识点三
肺炎链球菌的转化实验
问题引领
1.根据教科书第43页图3-2回答下列与格里菲思的肺炎链球菌转化实验相关的问题。
(1)第一组实验和第二组实验对照能得出什么结论
提示:R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性。
(2)第二组实验和第三组实验对照能得出什么结论
提示:死亡的S型细菌失去致病性。
(3)四组实验中哪一组发生了细菌转化 对比之后,能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论
提示:第四组。否,只能得出“已经加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌发生转化的转化因子”。
(4)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,R型活细菌与加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内后,从死亡小鼠中只能分离出S型活细菌吗
提示:从死亡小鼠中能分离出S型活细菌和R型活细菌,且R型活细菌数量较多。
2.根据教科书第44页图3-3回答下列与艾弗里证明DNA是遗传物质的实验相关的问题。
(1)哪几组发生了R型细菌的转化 发生转化的根本原因是什么
提示:第一至第四组。R型细菌得到了S型细菌的遗传物质。
(2)第五组和第一至第四组对照,为什么能更有力地说明DNA是遗传物质
提示:第二至第四组分别与第一组对照,说明蛋白质、RNA和脂质都不是“转化因子”,可推测DNA可能是“转化因子”。第五组中的DNA酶可将DNA水解,与前面几组对照,能说明DNA是遗传物质,而DNA的基本单位——脱氧核苷酸不是遗传物质。
(3)第一至第四组中是不是全部的R型细菌都转化为S型细菌
提示:不是。
(4)如果把S型细菌的DNA提取出来后,直接注射到小鼠体内,能不能从小鼠体内分离出S型细菌 为什么
提示:不能。S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌的前提是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA发生重组。直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内,由于没有R型细菌,DNA不能发挥转化作用。且直接注入小鼠体内的DNA会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用。
归纳提升
1.肺炎链球菌两个转化实验的区别
2.肺炎链球菌的两个转化实验的联系
(1)所用的材料相同:都选用R型和S型肺炎链球菌。
(2)格里菲思的体内转化实验是艾弗里证明DNA是遗传物质的实验的基础,格里菲思的体内转化实验仅能说明S型细菌体内有某种“转化因子”;艾弗里证明DNA是遗传物质的实验则是体内转化实验的延伸,进一步证明了“转化因子”是DNA。
(3)实验设计都遵循对照原则和单一变量原则。
典型例题
下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述,错误的是(　　)
A.格里菲思和艾弗里所做的分别是体内转化实验和证明DNA是遗传物质的实验
B.格里菲思的实验只能证明S型细菌含有能让R型细菌发生转化的因子
C.艾弗里将S型细菌的提取物、RNA酶与R型细菌混合培养,R型细菌不能发生转化
D.艾弗里的实验能证明DNA的水解产物不是遗传物质
答案:C
解析:艾弗里将S型细菌的提取物、RNA酶与R型细菌混合培养,S型细菌的DNA能使部分R型细菌发生转化。
【变式训练】
在肺炎链球菌的转化实验中,在培养有R型细菌的四支试管中,依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、DNA和蛋白酶、DNA和RNA酶,经过培养,结果发现试管内只长R型细菌的是(　　)
答案:B
解析:A、C、D三支试管内有R型细菌和S型细菌的DNA,所以三支试管中都有部分R型细菌发生转化。B试管中有R型细菌,但S型细菌的DNA被DNA酶水解,所以R型细菌不会发生转化,试管内不会有S型细菌。
噬菌体侵染细菌的实验
问题引领
1.为什么不能直接用分别含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体
提示:因为T2噬菌体营寄生生活,只有在大肠杆菌体内才能进行增殖,故应先在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。
2.能否用14C标记噬菌体 为什么
提示:否。因为DNA和蛋白质都含C。
3.若保温时间过短,对35S标记的侵染实验和32P标记的侵染实验的结果会产生什么影响 请说明理由。
提示:对35S标记的侵染实验的结果无影响,但会导致32P标记的侵染实验的上清液中出现较高的放射性。保温时间过短,会有大量亲代噬菌体尚未将DNA注入大肠杆菌,搅拌离心后这部分亲代噬菌体会出现在上清液中。
4.若保温时间过长,对35S标记的侵染实验和32P标记的侵染实验的结果又会产生什么影响 请说明理由。
提示:对35S标记的侵染实验的结果无影响,但会导致32P标记的侵染实验的上清液中出现较高的放射性。保温时间过长,子代噬菌体已经从裂解的大肠杆菌中释放出来,经搅拌离心,这部分子代噬菌体会出现在上清液中。
5.若搅拌不彻底,对35S标记的侵染实验和32P标记的侵染实验的结果又会产生什么影响 请说明理由。
提示:会导致35S标记的侵染实验的沉淀物中出现较高的放射性,但对32P标记的侵染实验的结果无影响。如果搅拌不彻底,亲代噬菌体的蛋白质外壳无法与大肠杆菌细胞分离或分离不彻底,经离心,会同大肠杆菌细胞一起出现在沉淀物中。
归纳提升
噬菌体侵染细菌的实验中应注意的3个易错点
(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营寄生生活,故应先用含放射性元素的培养基培养细菌,再用放射性元素标记的细菌培养噬菌体。
(2)不能标记C、H,因为这些元素是蛋白质和DNA共有的。
(3) 35S (标记蛋白质)和32P (标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上,因为进行放射性检测时,只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。
典型例题
某生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了下图所示的噬菌体侵染细菌实验。下列有关分析错误的是(　　)

A.理论上,b中不应具有放射性
B.b放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关
C.b放射性的高低,与①过程中培养时间的长短有关
D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
答案:C
解析:35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,其蛋白质外壳留在细菌的细胞外。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心是让上清液中析出噬菌体颗粒,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。因此,搅拌越充分,蛋白质外壳与细菌分离得越彻底,b的放射性越低。理论上,如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离,则b中不含放射性。上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用,因此不能证明DNA是遗传物质。b放射性的高低与①过程中培养时间的长短无关,与搅拌是否充分有关。
【变式训练】
1.用含 的培养基培养大肠杆菌,再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S为32S),一段时间后,检测子代噬菌体的放射性及S、P。下表中关于结果的预测,最可能发生的是(　　)
答案:D
解析:由题意可知,大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和31P标记的脱氧核苷酸,T2噬菌体的DNA被32P标记,侵染大肠杆菌时,蛋白质外壳不进入大肠杆菌,只有DNA进入,并以T2噬菌体的DNA为模板,利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸进行复制,合成子代噬菌体的DNA,子代噬菌体少数含32P,多数含31P;同时利用大肠杆菌提供的氨基酸,合成T2噬菌体的蛋白质外壳,子代噬菌体全部含有35S。
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液具有放射性的原因可能是(　　)
A.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离
C.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌
D.32P标记了噬菌体的蛋白质外壳,离心后存在于上清液中
答案:A
解析:噬菌体侵染大肠杆菌后,如果保温时间过长,大肠杆菌就会裂解释放出子代噬菌体,使上清液具有放射性。搅拌不充分,会导致吸附在大肠杆菌上的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离不充分,而32P标记的是噬菌体的DNA,因此搅拌不充分不是导致上清液中具有放射性的原因。离心时间过长,不会影响上清液的放射性。蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,不含P,因此不能用32P标记蛋白质。
DNA是主要的遗传物质
问题引领
1.烟草花叶病毒的核酸彻底水解可以得到几种小分子物质 分别是什么
提示:6种,分别是A、G、C、U、核糖、磷酸。
2.一个细胞中通常含有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基
提示:2种核酸、8种核苷酸、2种五碳糖和5种碱基。
3.为什么说DNA是主要的遗传物质
提示:因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
归纳提升
生物的遗传物质
(1)虽然细胞中同时含DNA和RNA,但所有细胞生物的遗传物质都是DNA。
(2)病毒中的核酸只有一种——DNA或RNA,因此,病毒的遗传物质是DNA或RNA。　
典型例题
下列有关核酸与遗传物质关系的叙述,错误的是(　　)
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中,DNA和RNA都是遗传物质,其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质,其中DNA是主要的遗传物质
答案:C
解析:具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸,但DNA是遗传物质。病毒中的核酸只有DNA或RNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。总之,绝大多数生物的遗传物质是DNA,即DNA是主要的遗传物质。
【变式训练】
下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述,正确的是(　　)
A.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质是RNA
B.“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质
C.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA
D.细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA
答案:C
解析:细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质也是DNA。“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质。细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA或DNA。
课 堂 小 结