第16講DNA是主要的遺傳物質第六單元基因的本質和表達課標要求闡明DNA是主要遺傳物質的探索歷程

新舊內容比較內容要求人類對遺傳物質的探索過程與舊教材對比增:①莢膜的解釋(相關信息)；②自變量控制中的加法和減法原理。改:①肺炎雙球菌改為肺炎鏈球菌；②艾弗里實驗內容；

③T2噬菌體改為T2噬菌體。相關信息莢膜是某些細菌的細胞壁外面包圍的一層膠狀物質。無莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動物體后，容易被吞噬細胞吞噬并殺滅。有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主體內生活并繁殖?？键c一

肺炎鏈球菌的轉化實驗

特點類型

菌落莢膜致病性S型___________R型___________1.肺炎鏈球菌類型的比較光滑有有粗糙無無原理:S型細菌有莢膜，有毒，可使小鼠患敗血癥死亡。2.格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗實驗過程結果分析結論第一組:

型活細菌

小鼠④_________

第二組:

型活細菌

小鼠⑤_______

型活細菌

第三組:加熱致死的

型細菌

小鼠⑥_________

小鼠⑦_______⑧_______活細菌不死亡死亡不死亡死亡S型R型細菌無致病性S型細菌有致病性加熱致死的S型細菌已失活R型細菌轉化為_______細菌,且性狀可以遺傳S型已經(jīng)加熱致死的S型細菌,含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子3.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗出現(xiàn)了

<m>只長R型細菌S型細菌(1)實驗過程及結果①第二~四組去除多糖、蛋白質、RNA、脂質后,細胞提取物仍然具有轉化活性;(2)實驗分析②第五組去除DNA后細胞提取物失去轉化活性。3.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗出現(xiàn)了

<m>只長R型細菌S型細菌(3)結論:DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質?！咀⒁?】在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)S型菌的菌落占少數(shù)?！咀⒁?】艾弗里的體外轉化實驗既證明了DNA是遺傳物質，同時證明了蛋白質等不是遺傳物質；4.比較肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗項目體內轉化實驗體外轉化實驗培養(yǎng)細菌

體內培養(yǎng)

體外培養(yǎng)實驗原則R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌體內各成分的相互對照實驗結果已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉化為________

能使R型細菌轉化為S型細菌小鼠培養(yǎng)基S型細菌S型細菌的DNA4.比較肺炎雙球菌體內和體外轉化實驗實驗結論已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌體內含有某種“

”

是S型細菌的遺傳物質，而蛋白質等其他物質不是遺傳物質聯(lián)系①所用材料相同，都是R型和S型肺炎鏈球菌；②體內轉化實驗是基礎，僅說明加熱后殺死的S型細菌體內含有

，而體外轉化實驗則進一步說明

；③實驗設計都遵循對照原則、單一變量原則轉化因子DNA

某種“轉化因子”“轉化因子”就是DNA(1)轉化的實質是基因重組而非基因突變。肺炎鏈球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)。S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進入R型菌重組R型菌轉化成S型菌(1)轉化的實質是基因重組而非基因突變。肺炎鏈球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)。(2)加熱并沒有使DNA完全失去活性。

加熱致死的S型細菌的蛋白質變性失活,但是其內部的DNA在加熱結束后隨著溫度的降低又逐漸恢復活性。(3)并非所有的R型細菌都能轉化為S型細菌。

事實上轉化的效率很低，并且轉化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。深挖教材格里菲思的第四組實驗中,小鼠體內S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示,則:(1)ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是____________________________________________________________________________。(2)bc段R型細菌數(shù)量增多的原因是___________________________________________________________________________________________。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細菌主要是由_____________________________而來的。小鼠的免疫系統(tǒng)將外來的R型細菌殺死，并產(chǎn)生相應抗體，致使R型細菌數(shù)量減少

b之前，已有少量R型細菌轉化為S型細菌，S型細菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖R型細菌轉化成的S型細菌繁殖在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或

“減法原理”;

與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”;例如,“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中,與對照組相比,實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理,就利用了“加法原理”與常態(tài)比較。自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”滴入2滴FeCl3溶液滴入2滴肝臟研磨液90℃水浴不處理在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或

“減法原理”;自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”；例如:艾弗里的肺炎鏈球菌(體外)轉化實驗,每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質；S型細菌的提取物

有R型活細菌的培養(yǎng)基R型菌落和S型菌落DNA酶

只有R型菌落對照組蛋白酶RNA酶酯酶A.與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關B.S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導蛋白質的合成C.加熱殺死S型菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌【檢測】(2021.全國乙卷)

在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內,從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據(jù)上述實驗，結合現(xiàn)有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是()D用DNA酶處理S型菌的DNA后，其DNA會被分解而失去功能，與R型菌混合后，不能使R型菌發(fā)生轉化，不能得到S型菌【檢測】(2020·浙江卷)下列關于“肺炎鏈球菌轉化實驗”的敘述，正確的是(

)A.活體轉化實驗中，R型菌轉化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳B.活體轉化實驗中，S型菌的莢膜物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌C.離體轉化實驗中，蛋白質也能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳D.離體轉化實驗中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉化成S型菌D考點二

噬菌體侵染細菌的實驗1.實驗材料和方法(1)實驗材料:___________和

。(2)實驗方法:___________________法，該實驗中用35S、32P分別標記_______________。2.實驗思路:將______與蛋白質等分開,_________、________去觀察DNA的作用。T2噬菌體放射性同位素標記蛋白質和DNADNA直接地單獨地大腸桿菌3.實驗過程(1)T2噬菌體的結構蛋白質外殼SDNAP寄生【注意】不用14C和18O，也不能用35S、32P標記同一噬菌體(專門寄生在大腸桿菌體內)【思考】為什么不能用18O和14C標記細菌，再用被標記的細菌來培養(yǎng)噬菌體？DNA和蛋白質都含有O和C，用這兩種元素標記，結果是噬菌體的蛋白質外殼和DNA都被標記，導致進行噬菌體侵染細菌實驗時，不能確定是哪一種物質進入細菌，從而不能確定哪一種物質是遺傳物質?！窘滩闹械碾[性知識】教材必修2P46“思考·討論”:艾弗里與赫爾希等人以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？①個體小，結構簡單；②繁殖快。(2)噬菌體的增殖增殖需要的條件內容模板合成T2噬菌體DNA原料合成T2噬菌體蛋白質原料場所噬菌體的DNA大腸桿菌提供的4種脫氧核苷酸大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體4.實驗過程及結果(1)標記噬菌體(2)噬菌體侵染細菌讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。①攪拌的目的是:把吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離；②離心的目的是:(2)噬菌體侵染細菌噬菌體的蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，離心后存在上清液中。①用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有放射性很高的原因是什么？由于攪拌不充分，還有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。②用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因是什么？(2)噬菌體侵染細菌③用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中含放射性很高的原因是什么？由于32P標記的噬菌體的DNA進入大腸桿菌，離心后大腸桿菌存在沉淀物中。a.保溫時間過短，有一部分標記的噬菌體還末侵染細菌；b.保溫時間過長，則有部分子代噬菌體已釋放出來；④用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因是什么？5.實驗結果分析(1)噬菌體侵染細菌時，__________進入細菌細胞中，而______________留在外面。(2)子代噬菌體的各種性狀是通過____________遺傳的。6.結論:________是遺傳物質。DNA蛋白質外殼親代的DNADNA但從歷史背景來看,能證明蛋白質不是遺傳物質。7.比較肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗項目肺炎鏈球菌體外轉化實驗噬菌體侵染細菌實驗設計思路設法將

與其他物質分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能處理方法放射性同位素標記法:分別用同位素_________標記_____________檢測方式觀察__________檢測______________________結論DNA35S、32P蛋白質和DNA菌落類型放射性同位素存在位置酶解法:對細胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶處理后，與R型細菌混合培養(yǎng)證明DNA是遺傳物質，而蛋白質等不是遺傳物質證明DNA是遺傳物質，但從歷史背景來看,能證明蛋白質不是遺傳物質【提醒】子代噬菌體的組成物質來源分析(1)從蛋白質外殼方面分析:

由寄主細胞提供原料氨基酸，在寄主細胞的核糖體上合成，與親代噬菌體的蛋白質外殼無關。(2)從DNA方面分析:

由親代噬菌體提供模板，利用寄主細胞提供的脫氧核苷酸，通過半保留復制的方式合成子代噬菌體的DNA。(3)從子代噬菌體方面分析:

釋放的眾多子代噬菌體中，只有少數(shù)含有親代噬菌體DNA的單鏈，其余子代噬菌體的DNA均由寄主細胞提供原料合成?！緳z測】在證明DNA是遺傳物質的實驗中，赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記T2噬菌體的DNA和蛋白質，據(jù)圖分析標記元素所在部位在哪并說出理由。該實驗不能標記H、N這些元素的原因是什么？H、N是DNA和蛋白質共有的元素，若選擇共有元素做標記，則無法通過放射性將DNA和蛋白質進行區(qū)分。標記元素所在部位分別是①④。①是磷酸基團，標記DNA，即標記此處的P；氨基酸的R基(④)中可能含有S，標記蛋白質，即標記此處的S；【檢測】(2022·河南鄭州商丘市名師聯(lián)盟教學質量檢測)某研究人員分別進行了如下三組實驗:①35S標記的T2噬菌體＋不含放射性的細菌；②32P標記的T2噬菌體＋不含放射性的細菌；③14C標記的T2噬菌體＋不含放射性的細菌。下列相關分析正確的是(

)A.未做標記的T2噬菌體在含35S、32P和14C的培養(yǎng)基中培養(yǎng)可獲取含放射性標記的T2噬菌體B.若第②組保溫時間過短或過長，則離心后上清液中放射性均偏高C.若第③組進行充分攪拌，則離心后沉淀物中沒有放射性D.比較第①組與第②組的實驗結果，說明DNA是主要的遺傳物質B病毒只能在宿主細胞中增殖，在普通培養(yǎng)基中無法培養(yǎng)和標記C項:

14C可標記DNA和蛋白質，無論第③組是否充分攪拌，離心后上清液和沉淀物均有放射性。D項:對比兩組實驗結果,只能說明DNA是遺傳物質?？键c三

生物的遺傳物質1.驗證RNA也是遺傳物質的實驗(1)實驗材料:煙草花葉病毒和煙草，煙草花葉病毒的化學組成成分是_______________。蛋白質和RNA正常RNA

患病RNA(2)實驗過程及結果:(3)實驗結果分析與結論:煙草花葉病毒的______能自我復制，控制其遺傳性狀，因此______是它的遺傳物質。RNA2.不同生物的遺傳物質生物類型病毒原核生物真核生物體內核酸種類________________________________________體內堿基種類__________種__________種__________種體內核苷酸種類__________種__________種__________種遺傳物質____________________________________實例噬菌體,煙草花葉病毒乳酸菌、藍細菌玉米,小麥,人DNA或RNADNA和RNA455488DNA或RNADNADNADNA和RNA3.DNA是主要的遺傳物質②病毒的遺傳物質是

。①真核生物與原核生物的遺傳物質是

；生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質是