四川省宜宾市南溪区第二中学校高中生物 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版必修2

•以噬菌体为素材，学会考查病毒的结构、DNA的复制及 实验分析将是命题的新趋势
项目
内容
要求
考点
人类对遗传物质的探究过程
Ⅱ
重难点
探索DNA是遗传物质两个经典实验的方法和过程
复习方法指导
• 用实验流程图解法来理解两大经典实验的过程， 对比分析各实验组的结果及得出的结论，深刻体 会实验设计的思路与体现的原则。
拓展：
1、不能用培养基直接培养带标记的噬菌体。为什么？ 因为噬菌体进行寄生生活。 2、该实验能不能证明蛋白质不是遗传物质？ 不能，因为噬菌体侵染时蛋白质外壳留在大肠杆菌体 外，其作用不能证明。 3、该实验能不能用两种放射性元素同时标记噬菌体？ 不能，因为放射性检测时，只能检测到部位，不能确 定是哪种放射性元素。 4、合成的子代噬菌体，DNA模板是噬菌体的，原料是谁的。 包括哪些原料？利用的细胞器是谁的？ 酶、氨基酸、脱氧核苷酸、ATP等利用大肠杆菌的核糖体
5、离心和搅拌的目的？
6、少量放射性出现的原因？ 保温时间过短，有一部分没有侵染 （1）上清液出现少量32P 到细菌 保温时间过长，侵染的噬菌体破坏细 菌释放出来 （2）沉淀物中出现少量35S------可能搅拌不充分，有少量35S的噬 菌体仍然吸附在细菌表面
四、肺炎双球菌的转化实验与噬菌体侵染细菌实验的 比较
禽流感病毒的蛋白质外壳的合成场所是什么？ 提示：在家禽体细胞的核糖体上。
生物体内核酸的种类及遗传物质的判别：
生物类型
真核生物 细胞 原核生物 生物 大多数 病毒 非细 胞生 极少数 物 病毒
所含核酸
DNA和 RNA 仅有DNA 仅有RNA
遗传物质
DNA
举例
酵母菌玉米、人 细菌、蓝藻
DNA RNA
艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫 尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了 DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的 共同点是( ) A．重组DNA片段，研究其表型效应 B．诱发DNA突变，研究其表型效应 C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子 代之间的传递 【自主探究】 C
T2噬菌体 艾滋病病毒、 SARS病毒
右图为用32P标记的T2噬菌体 侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性 寄生在大肠杆菌细胞内)的实 验，据图回答下列问题：
(1)根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养 液是用来培养______，其内的营养成分中是否含有32P？ ______ 。 (2)对下列可能出现的实验误差进行分析： ①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最 可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体_______ ， 仍存在于______ 。 ②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清 液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体 ______ 。
三、噬菌体侵染细菌的实验 大肠杆菌 。 1．实验材料：T2噬菌体、_________ 放射性同位素标记法。 2．实验方法： 实验设计思路： 3．T2噬菌体的特点 DNA 。 (1)结构：外壳由______ 蛋白质构成，头部内含有_____ (2)生活方式：寄生 _____于大肠杆菌内。 (3)增殖特点：在自身DNA的作用下，利用 ________体内的物质合成自身成分，进行增殖。 大肠杆菌 4、所用的同位素有哪些？分别标记什么?能标 记C、H、O元素吗？ 5、如何使两种元素标记到噬菌体上？ 先分别用含有两种被标记元素的培养基 培养大肠杆菌，在用噬菌体去侵染上述的 大肠杆菌。
a、从免疫学角度解释： 曲线ab段下降的原因是
a
S型细菌
c
R型细菌
R型菌被小鼠的免疫系统所消灭
0
b
时间
b、曲线bc段上升的原因是 部分R型细菌转化
为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠 的免疫力下降
1．1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白 质和多糖等物质，将S型菌的DNA加入到培养R型细菌 的培养基中，结果发现其中的R型细菌转化成了S型细 菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细 菌不能发生这种变化。这一现象不能说明的是( ) A．S型细菌的性状是由其DNA决定的 B．在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细 菌细胞中 C．DNA是主要的遗传物质 D．DNA是遗传物质 【答案】 C
【自主探究】 D
(2010年海淀区抽查)下列关于“DNA是生物的 主要遗传物质”的叙述正确的是( ) A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传 物质是RNA B．“肺炎双球菌的转化实验”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 【自主探究】 C 【解析】 本题考查生物种类与遗传物质种类的关系， 以及对DNA是主要遗传物质的理解。解答本题应先明确 原核生物和真核生物都属于细胞生物，非细胞生物只有 病毒。再结合选项予以确定。
说明：蛋白质外壳并没有进入到细菌内
②用放射性同位素32P标记内部DNA
DNA含32P +细菌 离心 的噬菌体 (未标记)搅拌
(T2噬菌体颗粒) --未检测到32P
新形成的噬菌体中
--检测到32P
说明：DNA进入到细菌中
7．实验表明 (1)噬菌体侵染细菌时，_____ DNA 进入细菌细胞中， 而__________ 留在外面。 蛋白质外壳 DNA来 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代_____ 遗传的。 DNA 是遗传物质。 8．结论：______
(3)请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验： ①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入 ______ ，作为合成DNA的原料； ②___________________________________________； ③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的 ______被标记上32P。
过程· 结果 S型细菌的DNA使R型细菌发生转化 S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化 S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”，即 DNA是遗传物质，还能说明其他物质不是遗 传物质
分析 结论
拓展：
1、体内转化与体外转化实验的关系？ 体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化 实验进一步证明转化因子是DNA。
毒性
拓展： 1、菌落与菌体的区别？ 2、菌落相当于生命系统中的什么层次？ 3、从生命系统的结构层次来看，肺炎双球菌属于？ 4、从结构上来看属于什么生物？ 5、从代谢类型来看，同化作用属于？异化作用属于？ 6、从生态系统的成分来说属于？
2.格里菲思的体内转化实验
R型 肺炎双球菌，______ (1)实验材料：_____ 小鼠 。 S型 和_____ 使小鼠患败血症 (2)实验原理：S型细菌______________ 。遵循什么原则 (3)实验过程及结果 注射 ①___________ R型活细菌 ――→小鼠―→不死亡。
【解析】 (1)大肠杆菌应培养在适宜的培养基中。用32P标记的噬菌体侵染没有标记的大 肠杆菌，经搅拌离心后，放射性物质存在于沉淀物中，说明被32P标记的DNA进入了大肠杆 菌细胞内。(2)若培养时间较短，可能有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，而存在于培养液 中；若培养时间过长，大肠杆菌可能会裂解，释放出增殖的噬菌体。(3)要给T2噬菌体标 记上32P，首先用含32P的培养基培养大肠杆菌，然后让噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌， 从而得到被32P标记的噬菌体。 【答案】 (1)大肠杆菌 不含有 (2)①没有侵入大肠杆菌 培养液中 ②从大肠杆菌体内释放出来 (3)①用32P标记的脱氧核苷酸 ②在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后 再接种T2噬菌体，继续进行培养 ③DNA
第 1节
DNA是主要的遗传物质
考纲解读
本节内容考查：人类对遗传物质的探索过程主要依托 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的转化 实验考查科学家证明DNA是遗传物质的思路与方法
命题趋势
•DNA是遗传物质实验的经典实验及拓展应用一直受到历 年高考命题专家的青睐， •以肺炎双球菌为素材，综合考查原核细胞结构与功能，
拓展：
1、三种化学组成如何连接？ 2、DNA单链中相邻的碱基如何连接？ 3、DNA双链之间的碱基如何连接？ 4、脱氧核糖连接几个磷酸？
二、肺炎双球菌转化实验 1．肺炎双球菌 （优点：结构简单、繁殖快） 种类 S型细菌 R型细菌 比较项目 光滑 粗糙 菌落 ______ ______ 菌体 有 多糖类荚膜 ___ 有毒性，使小鼠 患败血症死亡 无 __多糖类荚膜 无毒性 _______
拓展： 1、该实验有无证明哪种物质是遗传物质？ 2、加热杀死的S型细菌体内的DNA和蛋白质的冷却后活性如何？
加热蛋白质会变性失活，加热DNA双链之间的氢 键打开，但是温度下降后氢键又重新形成，DNA 活性恢复。（pcr技术就是以这个为原理的）说明 DNA比蛋白质耐高温。
2．艾佛里及其同事的体外转化实验 1、实验材料 ： 2、实验设计思路：把 与 分开，单独研究 3、遵循的原则：相互对照、单一变量 4、实验过程： 研究人 1944· 美· 艾弗里
1、不同点： （1）肺炎双球菌转化实验把DNA和蛋白质直接分开，而噬 菌体侵染细菌的实验是用放射性同位素间接把DNA和 蛋白质分离开来 （2）肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，其他物质 不是；而噬菌体侵染细菌的实验只证明DNA是遗传物质。 2、相同点：1、都用了对照实验的原则 2、都证明了DNA是遗传物质
有人试图通过实 验来了解H5N1禽流感病 毒侵入家禽的一些过程， 设计实验如下图：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元 素，下表对结果的预测中，最可能发生的是( ) 选项 A B C D 放射性 全部无 全部有 少数有 全部有 S元素 全部32S 全部35S 全部32S 全部35S P元素 全部31P 多数32P，少数31P 少数32P，多数31P 少数32P，多数31P
②S 型活细菌――→小鼠―→死亡， 小鼠体内有
注射
S型活细菌 。 _____________
③加热杀死 S 型细菌――→小鼠―→不死亡。
注射
S型活细菌
S型活细菌
一、肺炎双球菌转化实验分析 1．体内转化实验 (1)结果分析：格里菲思的实验说明 ④加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质。 (2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。
1、用32p和35p标记噬菌体，细菌不标记，
子代噬菌体核酸中有32p 2、用32p和35p标记大肠杆菌，噬菌体不标记， 子代噬菌体的蛋白质和合算中均有标记
四、RNA也是遗传物质 RNA 组成。 1．组成：烟草花叶病毒由蛋白质和_____ 2．侵染过程 蛋白质 烟草―→烟草不感染病毒。 (1)烟草花叶病毒_______ RNA 烟草―→烟草感染病毒。 (2)烟草花叶病毒______ 3．结论：_______________ RNA是遗传物质 。 五、生物的遗传物质 DNA，所以 绝大多数生物的遗传物质是_____ DNA是主要的遗传物质。
核心考点探究：
一、对遗传物质的早期推测 1．主导观点：______ 蛋白质是生物的遗传物质。 2．对DNA的认识 脱氧核苷酸 (1)生物大分子：由许多___________聚合而成。 (2)基本组成单位——脱氧核苷酸 磷酸 、_________ 脱氧核糖 和_____ 碱基 三部 ①化学组成：_____ 分。 4 种，由含氮______ 碱基 决定。 ②种类：__
2、加热杀死的S型细菌的DNA是如何使R型转化为S型的？
基因重组（类似于转基因技术） 3、艾弗里里的DNA和DNA水解酶与R型细菌混合的实验，最 初设想和最后证明的问题分别是什么？ 最初：从侧面证明DNA是遗传物质 最后证明：DNA的水解产物不是遗传物质
பைடு நூலகம் 练习：
含量
将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体 内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：
实验过程： 1、先标记大肠杆菌 2、再标记噬菌体 3、用标记的噬菌体感染未标记的大肠杆菌 4、检测放射性
（6）实验过程：
①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质
蛋白质含35S +细菌 搅拌 的噬菌体 (未标记) 离心
上清液(含T2噬菌体颗 粒) --含放射性物质35S 沉淀(被感染的细菌) --未检测到35S