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生物（人教版必修二）
第3章
基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
2
把“遗传因子”命名为基因
3
提出基因在染色体上的假说
4
实验证明基因位于染色体上
科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质
5
DNA

蛋白质
孟德尔
约翰逊
萨 顿
摩尔根
任务一、遗传物质的探索
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
没发现其他大分子有类似的结构特点。
20世纪20年代
蛋白质是生物体的
遗传物质。
20世纪30年代
人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
任务一、遗传物质的探索
S型细菌 R型细菌
菌体
菌落
毒性
光滑 Smooth
粗糙 Rough
有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有毒性，可致死
无毒性
多糖
荚膜
活动1、格里菲思实验用到的实验材料有小白鼠和两种肺炎链球菌，请比较两种肺炎链球菌的特点，完成下列表格。
任务二、证据1—肺炎链球菌体内转化实验
活动2、观察格里菲思的实验过程示意图,思考以下问题：
1、第一组的实验结果与第二组实验结果比较说明了什么？
2、第三组的实验结果与第二组对比说明了什么？
3、第一、三组和第四组的实验结果比较说明？
任务二、证据1—肺炎链球菌体内转化实验
R型菌
将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入
任务二、证据1—肺炎链球菌体内转化实验
活动2、观察格里菲思的实验过程示意图,思考以下问题：
1、第一组的实验结果与第二组实验结果比较说明了什么？
2、第三组的实验结果与第二组对比说明了什么？
3、第一、三组和第四组的实验结果比较说明？
说明R型菌无毒性，S型菌有毒性
说明加热杀死的S型菌失去毒性
说明加热杀死的S型菌会使无毒性R型菌转化成有毒性S型菌
任务二、证据1—肺炎链球菌体内转化实验
R
+
S
活R
死S
小鼠死亡
S
活S
S中的转化因子
结论：已经被加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质—“转化因子” 。
“转化因子究竟是什么物质？”
任务二、证据1—肺炎链球菌体内转化实验
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
但究竟哪一个才是转化因子呢？
活动1、假如你是艾弗里该如何设计实验来进一步探究？请说出你的实验思路。
设法将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
活动2、阅读教材P44页第2段，20世纪40年代这一段，读完后，观察艾弗里的实验过程，思考以下问题。
1、第一组实验的结果说明了什么？
2、第二至四组的实验的结果和第一组实验结果比较说明了什么？
3、第五组的实验结果和第一组实验结果比较说明了什么？
4、阅读教材P46页的科学方法，思考该实验中实验组的设置遵循自变量控制中什么原理？
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至第四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
第一组
第二至四组
第五组
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
活动2、阅读教材P44页第2段，20世纪40年代这一段，读完后，观察艾弗里的实验过程，思考以下问题。
1、第一组实验的结果说明了什么？
2、第二至四组的实验的结果和第一组实验结果比较说明了什么？
3、第五组的实验结果和第一组实验结果比较说明了什么？
4、阅读教材P46页的科学方法，思考该实验中实验组的设置遵循自变量控制中什么原理？
不做处理的S菌细胞提取物具有转化活性
经蛋白酶、RNA酶等处理的S菌细胞提取物仍具有转化活性
经DNA酶等处理的S菌细胞提取物不具有转化活性
减法原理
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
结论：DNA才是使R型细菌转化成S型菌的转化因子；
DNA是遗传物质。
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落仍占多数；
1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
注意
任务三、证据2—肺炎链球菌体外转化实验
赫尔希
蔡斯
1952年
噬菌体
利用放射性同位素标记技术
另一个有说服力的实验
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体（细菌病毒）
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，从而进行大量的繁殖.
T2噬菌体中60%是蛋白质，40%是DNA
活动1、利用T2噬菌体、大肠杆菌等实验材料设计实验，探究T2噬菌体注入大肠杆菌的成分(遗传物质)。提出的问题和作出的假设分别是什么？
假设一：
假设二：
假设三：
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
只有DNA注入；
只有蛋白质注入；
DNA和蛋白质都注入；
放射性同位素标记技术
—— C、H、O、N、S
—— C、H、O、N 、P
1、怎样设法将DNA和蛋白质分开？
2、标记哪种元素才能单独标记T2噬菌体的DNA(或蛋白质)？
活动2、阅读教材P45，思考以下问题：
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
（ 标记32P ）
（ 标记35S ）
活动3、如何单独获得只有35S或32P标记的T2噬菌体？
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
大肠杆菌
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
(1)标记细菌：在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌
(2)标记噬菌体：分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
标记的噬菌体
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
(3)噬菌体侵染细菌：分别用含32P的噬菌体和含35S的噬菌体去侵染未标记的细菌
思考：保温、搅拌、离心的作用是什么？
保温
搅拌
离心
活动4、请根据实验设计思路，小组合作推理出理论实验结果，填写在表格中。
35S标记的蛋白质组 32P标记的DNA组 上清液 沉淀物 上清液 沉淀物
假说一 DNA注入
假说二 蛋白质注入
假说三 两者均注入
有放射性
无放射性
无放射性
有放射性
无放射性
有放射性
有放射性
无放射性
无放射性
有放射性
无放射性
有放射性
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
蛋白质含35S
的噬菌体
+细菌
(未标记)
上清液(含T2噬菌体颗粒)
沉淀(被感染的细菌和新形成的噬菌体)
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
离心
第一组：用放射性同位素35S标记蛋白质外壳
--检测到35S高
--检测到35S低
搅拌不充分
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
第二组：用放射性同位素32P标记内部DNA
DNA含32P
的噬菌体
+细菌
(未标记)
上清液(T2噬菌体颗粒)
说明DNA进入到细菌内部
离心
--检测到32P低
--检测到32P高
沉淀(被感染的细菌和新形成的噬菌体)
保温时间过长或过短
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
思考：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质，这一结果说明了什么？
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。
任务四、证据3—噬菌体侵染细菌的实验
烟草花叶病毒(TMV)是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
任务五、RNA是遗传物质的实验证据
感染
烟草
感染
烟草
出现病斑
不出现病斑
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
分
离
烟草花叶病毒（RNA和蛋白质）
观察烟草花叶病毒侵染烟草的实验，思考该实验，可以得出什么结论？
任务五、RNA是遗传物质的实验证据
生物类型 核酸种类 遗传物质 实例
有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 动物、植物、真菌
原核生物 蓝藻、乳酸菌等
无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA DNA T2噬菌体
RNA病毒 RNA RNA 烟草花叶病毒
绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
教学小结
2、如图为艾弗里所做的肺炎链球菌转化实验的部分图示，下列相关叙述错误的是（ ）
A、结果1中只有S型肺炎链球菌，说明S型细菌细胞提取物中存在转化因子
B、该实验利用了酶的专一性，DNA酶的作用是水解S型菌的DNA
C、结果2中全部为R型菌，从而可推测DNA是转化因子
D、除图示部分外，还有蛋白酶、RNA酶或酯酶处理S型细菌细胞提取物的实验，这样使实验结论更可靠
A
1、用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的45%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述错误的是（ ）
A、上清液具有放射性的原因是保温时间过长
B、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C、离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
D、T2噬菌体不能寄生在肺炎链球菌体内
A
小试牛刀
P47练习与应用
一、概念检测 1、D 2、A
二、拓展应用
1、提示∶实验表明，噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是 DNA，而蛋白质外壳却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2、提示∶肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杄菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点∶能够准确地自我复制；能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定等。
3、下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述错误的是（ ）
A、格里菲斯细菌转化实验未能证明DNA是转化因子
B、艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C、噬菌体侵染细菌的实验中，培养基中的32P经宿主细胞摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D、赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
B
4、下列关于真核生物和原核生物的表述，正确的有几项（ ）
①真核生物是指由真核细胞构成的生物，原核生物是指由原核细胞构成的生物；
②真核生物是指动物、植物等高等生物，细菌、病毒和真菌都属于原核生物；
③蓝细菌和大肠杆菌都没有细胞核和染色体，但有一个大型链状DNA分子位于拟核：
④真核细胞的遗传物质是DNA，部分原核细胞的遗传物质是RNA；
⑤S型肺炎链球菌的荚膜和水稻叶肉细胞的细胞壁都含有多糖。
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
B

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