第一节 探索遗传物质的过程

第一节探索遗传物质的过程

第一课时DNA是主要的遗传物质(Ⅰ)

【目标导航】 1.结合教材图文，阐明肺炎双球菌的体内转化实验的过程及结论。2.结合所给材料，阐明肺炎双球菌的体外转化实验的过程及结论。3.结合教材图文和相关材料，阐明噬菌体侵染细菌的实验，进一步加强对同位素标记技术的理解。

一、肺炎双球菌的转化实验

1．肺炎双球菌的特点

2.

(1)格里菲思实验(体内转化)

(2)艾弗里实验(体外转化)的发现

①使R型活菌转化为S型细菌并不需要完整细胞。

②构成S型活菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使球菌的致病性发生了转化。

③实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 DNA是遗传物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验

1．实验材料

(1)T2噬菌体

①结构(如图1)：头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA 。 ②特点：营寄生生活，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。

③生活史(如图2)：T 2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代的噬菌体。 (2)大肠杆菌：单细胞原核生物。 2．实验方法

放射性同位素标记法，用35

S 标记一部分噬菌体的蛋白质，用32

P 标记另一部分噬菌体的DNA 。 3．实验过程 (1)标记大肠杆菌

⎩

⎪⎨⎪⎧

大肠杆菌＋含35

S 的培养基―→含35

S 的大肠杆菌大肠杆菌＋含32P 的培养基―→含32P 的大肠杆菌

(2)标记T 2噬菌体

⎩⎪⎨⎪⎧

T 2噬菌体＋含35

S 的大肠杆菌―→含35

S 的T 2噬菌体T 2噬菌体＋含32P 的大肠杆菌―

→含32P 的T 2噬菌体

(3)噬菌体侵染大肠杆菌

(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。

(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。

5．实验结论

DNA才是真正的遗传物质。

判断正误

(1)S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。( )

(2)加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到S型细菌。( )

(3)格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是遗传物质。( )

(4)艾弗里证明遗传物质是DNA而不是蛋白质。( )

(5)使R型双球菌转化为S型双球菌必须用S型双球菌的完整细胞。( )

(6)构成S型活双球菌的DNA、蛋白质、多糖等物质中，是DNA使球菌的致病性发生了转化。( )

(7)1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P同时标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。( )

(8)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充分，会造成上清液中有很高的放射性。( )

(9)噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。( )

(10)用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。( )

答案(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√ (7)×(8)×(9)×(10)×

一、肺炎双球菌的转化实验

1．肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较

2.(1)加热杀死S 型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA 在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。

(2)R 型细菌转化成S 型细菌的实质是S 型细菌DNA 与R 型细菌DNA 实现重组，表现出S 型细菌的性状。

(3)转化后形成的S 型细菌的性状可以遗传下去，说明S 型细菌的DNA 是遗传物质。

根据格里菲思的实验，使R 型细菌转化成S 型细菌的“遗传物质”可能是什么？为此艾弗里设计了怎样的实验？

答案 “遗传物质”可能是蛋白质、DNA 或荚膜多糖，为此艾弗里将S 型细菌的这些物质分别提取出来加入到R 型细菌的培养基中，观察长出的活菌的种类，以判断哪种物质才是真正的遗传物质。

1．艾弗里及其同事用R 型和S 型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知( )

A B ．②说明S 型菌的荚膜多糖有酶活性

C ．③和④说明S 型菌的DNA 是遗传物质

D ．①～④说明DNA 是主要的遗传物质 【问题导析】

(1) ①组和②组的实验结果均为只长出R 型细菌，所以二者分别说明蛋白质不是遗传物质和荚膜多糖不是遗传物质；

(2) ③组实验说明R 型细菌→S 型细菌；

(3) ④组实验说明DNA 的水解产物不能使R 型细菌转化为S 型细菌，从反面说明了只有DNA 才能使R 型细菌发生转化。 答案 C 【一题多变】 判断正误

(1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA 是遗传物质。( )

(2)艾弗里实验中S 菌的DNA ＋R 型活菌培养基上生存的细菌都是S 型菌。( ) (3)肺炎双球菌转化实验证明DNA 是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。( ) 答案 (1)× (2)× (3)× 二、噬菌体侵染细菌的实验 1．实验思路及方法

S 是蛋白质特有的元素，P 几乎都存在于噬菌体DNA 分子中，用放射性同位素32

P 和35

S 分别标记DNA 和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。 2．侵染特点及过程

(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA ，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。 (2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。 3．结果及分析

质”(结论)。

1．为什么不能直接用含35

S 和32

P 的普通培养基来培养T 2噬菌体？

答案 因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养