3.1 DNA是主要的遗传物质 课件（31张ppt）【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

第3章基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.早期推测:20世纪30年代以前,大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质2作为遗传物质应具备的特点
(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己,使得前后代具有一定的连
续性。
(2)能够指导蛋白质合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。
(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
二、DNA是主要的遗传物质
1．DNA是遗传物质的证据
　　（1）肺炎双球菌的转化实验过程和结论
（2）噬菌体侵染细菌实验的过程和结论
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}特点类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
肺炎双球菌的类型及特点
格里菲斯的肺炎链球菌转化实验过程
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验名称
实验过程及现象
结论
细菌的转化[．Com]
体内
转化
1．注射活的无毒R型细菌，小鼠正常。2．注射活的有毒S型细菌，小鼠死亡。3．注射加热杀死的有毒S型细菌，小鼠正常。4．注射“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”，小鼠死亡。
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
体外
转化
5．加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养，无毒菌全变为有毒菌。6．对S型细菌中的物质进行提纯：①DNA②蛋白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培养，①能使无毒菌变为有毒菌；②③④与无毒菌一起混合培养，没有发现有毒菌。
噬菌体侵染细菌
用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，让其在细菌体内繁殖，在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32P
DNA是遗传物质
2．DNA是主要的遗传物质
　　（1）某些病毒的遗传物质是RNA
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA
拓展
1.蛋白质能够控制生物的性状和代谢，也具有储存大量遗传信息的潜能，但蛋白质不能进行自我复制，在染色体中的含量也不稳定，也不能遗传给后代。
2.噬菌体是病毒，生命活动离不开细胞，不能独自完成转录和翻译。噬菌体的DNA进入细菌内并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料、酶等均由细菌提供。
随堂练习
1.下列是关于32P标记噬菌体侵染无标记大肠杆菌实验的叙述,其中正确的是（??
）
A.?与肺炎球菌转化实验相同,都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的
B.?在沉淀物中放射性很高,说明RNA是遗传物质
C.?采用搅拌和离心等手段,是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性
D.?所使用的噬菌体,必须是接种在含32P的大肠杆菌的培养液中再释放出来的
随堂练习
2.肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验是人类探索遗传物质过程中的两个经典实验，下列相关叙述中，正确的是（??
）
A.?S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，R型细菌都能转化为S型细菌
B.?噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸从而被标记
C.?肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.?肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同
随堂练习
3.细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型（记为PenrS型）。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是（??
）
随堂练习
随堂练习
A.?甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B.?乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.?丙组培养基中无菌落生长
D.?丁组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型细菌
随堂练习
1.【答案】
D
【解析】肺炎球菌转化实验根据遗传物质具有控制性状的特性而设计，而32P标记噬菌体侵染无标记大肠杆菌实验是根据遗传物质在亲子代之间可以传递的特性而设计，A错误；在沉淀物中放射性很高,说明DNA是遗传物质，B错误；搅拌和离心的目的是把噬菌体或噬菌体未侵入大肠杆菌的部分与大肠杆菌分开，C错误；噬菌体属于细菌病毒,无独立生活能力,标记噬菌体的方法是用被标记的宿主细胞培养噬菌体，D正确。
随堂练习
2.【答案】
D
【解析】A、S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，少数R型细菌能转化为S型细菌，A错误；
B、噬菌体不能直接吸收和利用培养基中的35S，应用被35S标记的大肠杆菌培养，B错误；
C、肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质，没有证明DNA是主要的遗传物质，C错误。
D、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同，都是将物质分开，单独观察它们的作用，D正确。故答案为：D。
随堂练习
3.【答案】
C
【解析】A、甲实验中能转化形成抗青霉素的S型细菌，所以部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗不能恢复健康，A错误；
B、乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型菌落继续生长，B错误；
C、丙组培养基中含有青霉素，R型菌不能生长，也不能转化，所以不会出现菌落，C正确；
D、丁组中因为PenrS型细菌的DNA被水解而无转化因子，且R型菌不抗青霉素，所以无菌落生长，D错误。故答案为：C。
随堂练习
4.图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果，请据图回答：
随堂练习
（1）T2噬菌体的化学成分是________，用放射性32P标记的是T2噬菌体的________。
（2）要获得32P标记的噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基培养，原因是________。
（3）实验中搅拌离心后放射性较高的是________（填“上清液”或“沉淀物”）。
（4）赫尔希和蔡斯还设计了另一组实验：用放射性35S标记T2噬菌体的另一种物质。结果发现这种物质并未进入大肠杆菌内，对
随堂练习
比这两组实验的结果以及子代T2噬菌体的性状，实验结论是________。
（5）若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在释放出来的300个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体有________个。
5.回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法是________。具体是用32P和35S分别标记________。
（2）若要大量制备用32P标记的噬菌体，需先用含有放射性同位素32P的培养基培养________，再用噬菌体去感染________。
随堂练习
（3）上述实验中，________（填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是________。
（4）实验中，用32P标记的噬菌体侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液和沉淀物中的放射性。预期的实验结果是________。实验中搅拌的目的是________。某同学尝试对该实验进行改进，将搅拌这一步改为超声震荡，其余条件相同。改进后实验结果与预期结果基本一致，但与未改进前结果相比，上清液中
32P占初始标记噬菌体放射性的比例有所增大，可能原因是________。
随堂练习
（5）新合成的噬菌体的DNA与蛋白质外壳，组装出很多与亲代一模一样的子代噬菌体，其遗传情况________（填“是”或“不”）符合孟德尔的遗传规律。
（6）噬菌体侵染细菌实验证明了________。
6.1928年，英国科学家利用小鼠做了如下的实验：
实验1：R型活细菌＋小鼠→小鼠存活；
实验2：S型活细菌＋小鼠→小鼠死亡→分离出S型活细菌；
实验3：加热后杀死的S型细菌＋小鼠→小鼠存活；
实验4：加热后杀死的S型细菌＋R型活细菌＋小鼠→小鼠死亡。
随堂练习
请回答下列相关问题：
（1）在实验4中从死亡的小鼠体内能够分离出________细菌。
（2）除了用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型细菌和S型细菌外，还可以在显微镜下观察细菌有无荚膜，有荚膜者为________型细菌。
（3）如图为实验4中小鼠体内R型细菌的增长曲线，请在图中绘出S型细菌的增长情况。（用虚线绘制）
随堂练习
（4）本实验得出的结论是：________型细菌中的某种物质（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌。
随堂练习
4.【答案】
（1）蛋白质和DNA；DNA
（2）噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中
（3）沉淀物
（4）DNA是遗传物质
（5）2
【解析】（1）T2噬菌体的化学成分是蛋白质和DNA；放射性32P标记的是T2噬菌体的DNA。（2）噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须生活在活细胞中，因此要获得32P标记的噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基培养。（3）32P
随堂练习
标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物质，因此离心后放射性较高的是沉淀物。（4）赫尔希和蔡斯实验的结论是DNA是遗传物质。（5）若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，根据DNA半保留复制特点，在释放出来的300个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体有2个。
5.【答案】
（1）同位素标记法（同位素示踪法）；DNA和蛋白质
（2）大肠杆菌；被32P标记的大肠杆菌
（3）不能；DNA和蛋白质中都含有N元素
随堂练习
（4）沉淀物的放射性高，上清液中放射性很低（几乎无放射性）；将吸附在大肠杆菌表面噬菌体和大肠杆菌分离；超声震荡使得部分大肠杆菌破裂
（5）不
（6）DNA是遗传物质
【解析】（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法是同位素标记法。具体是用32P标记DNA和35S标记蛋白质。（2）由于噬菌体不能独立在培养基中繁殖，若要大量制备用32P标记的噬菌体，需先用32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬
随堂练习
菌体去感染被32P标记的大肠杆菌。（3）噬菌体侵染细菌的实验中不能用15N来标记噬菌体的DNA，理由是噬菌体的蛋白质也含N元素，致使实验中无法区分二者在遗传中的作用。（4）用32P标记的噬菌体侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液和沉淀中的放射性。预期的实验结果是沉淀物的放射性高，上清液中放射性很低。实验中搅拌的目的是让吸附在大肠杆菌表面噬菌体和大肠杆菌分离。超声震荡使上清液中
32P占初始标记噬菌体放射性的比例有所增大，可能原因是超声使得部分大肠杆菌破裂，使大肠杆菌内的放射性物质进入上清液。
随堂练习
（5）噬菌体的DNA不在染色体上，其遗传不遵循孟德尔的遗传规律。（6）噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。
6.【答案】
（1）S型细菌和R型
（2）S型
（3）
（4）S型
随堂练习
【解析】（1）实验3和实验4可看作对照实验，自变量是否加R型活细菌．S型细菌中存在某种“转化因子”，能将部分R型细菌转化成S型细菌，因此，在实验4中死亡的小鼠中能够分离出S型和R型细菌．（2）S型细菌的特点：含有多糖类的荚膜、有毒性、菌落光滑，而R型细菌的特点：无多糖类的荚膜、无毒性、菌落粗糙．因此，除了用上述注射法，通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外，你还可以通过显微镜下观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若表面光滑，则为S型；若菌落表面粗糙，则为R型细菌．（3）绘图时需要注意：①曲线的初始数量应为0，体
随堂练习
现转化从无到有的过程；②S型细菌种群将呈现“S”型增长；③S型细菌的曲线应先于R型细菌曲线开始增长，且最后数量要高于R型细菌．如图：
（
4
）与艾弗里的实验相比该实验是肺炎双球菌的体内转化实验，通过该实验获得的结论是S型细菌中存在某种“转化因子”．
谢谢