2020学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 第一节 核酸是遗传物质的证据学案 浙科版必修2

第一节核酸是遗传物质的证据

1.通过“活动：资料分析——噬菌体侵染细菌的实验”，概述噬菌体侵染细菌的过程，体会实验方法与技术的多样性。

2．概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。

3．简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同使用模型是进行科学研究的重要方法。

[学生用书P39]

一、染色体结构与功能

1．结构：由DNA、RNA和蛋白质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。

2．功能：是遗传物质的载体。

二、DNA是遗传物质的直接证据

1．噬菌体侵染细菌的实验

(1)实验过程(同位素标记法)

用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。然后，用两种被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌。当T2噬菌体在细菌体内大量繁殖后，对标记物质进行检测。结果表明，大多数35S标记的噬菌体在感染细菌时，放射性蛋白质附着在宿主细胞的外面；32P标记的噬菌体感染细菌时，放射性同位素主要进入宿主细胞内，并且能在子代噬菌体中检测到32P。

(2)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。

2．肺炎双球菌的转化实验

(1)活体细菌转化实验

①过程及现象：把加热杀死的S型菌和活的无毒R型菌混合后一起注射到小鼠体内，发现很多小鼠患败血症致死。从患病致死的小鼠血液中分离出活的S型菌。无论是活的R型菌还是死的S型菌，分别注射到小鼠体内都不能使小鼠患败血症。由此可见，加热杀死的S 型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。

②结论：加热杀死的S型菌中含有转化因子，能将R型菌转化为活的S型菌。

(2)离体细菌转化实验

①过程及现象：从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，分别与活的R型菌混合培养。只有加入DNA时，R型菌才能转化为S型菌，若用DNA酶处理DNA样品，就不能使R 型菌发生转化，并且DNA纯度越高，转化效率就越高。

②结论：DNA是遗传物质。

三、RNA是遗传物质的证据

1．侵染过程

(1)烟草花叶病毒的蛋白质侵染烟草→烟草不感染病毒。

(2)烟草花叶病毒的RNA侵染烟草→烟草感染病毒。

(3)烟草花叶病毒的RNA＋RNA酶侵染烟草→烟草不感染病毒。

(4)TMV A型蛋白质,TMV B型RNA)→重建病毒侵染烟草→B型后代。

(5)TMV A型RNA),\s\do5(TMV B型蛋白质))→重建病毒侵染烟草→A型后代。

2．结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。

离体肺炎双球菌转化实验结果证明S型细菌中是哪种物质导致R型细菌转化的，说明什么问题？

提示：DNA。说明转化因子是DNA，DNA是遗传物质，而不是蛋白质等其他物质。

噬菌体DNA复制的场所在哪里？

提示：所寄生细菌的细胞内。

噬菌体侵染细菌实验的观察指标是什么？

提示：放射性存在位置。

噬菌体侵染细菌的实验分析[学生用书P40]

1．噬菌体的繁殖原理

2．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32P和35S 分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们的作用。

3．过程与结果

4．实验分析

35S标记的噬菌体外壳并未进入大肠杆菌内部，而32P标记的噬菌体DNA进入了大肠杆菌内部

5．结论：DNA是遗传物质。

突破1 噬菌体侵染细菌的过程

1．(2019·浙江6月学考)在“噬菌体侵染细菌实验”中，可通过某操作实现下图所示变化。该操作是( )

A．用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA

B．将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合

C．将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌

D．离心并检测悬浮液和沉淀物中的放射性

答案：C

同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析

(1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。

(2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：

DNA 蛋白质DNA和蛋白质噬菌体32P 35S 14C、3H、18O、15N

细菌31P 32S 12C、2H、16O、14N

子代噬菌体32P(少数)、

31P(全部)

32S

C、H、O、N的两

种同位素都有

突破2 实验误差分析

2．用32

P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是( )

A ．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体

B ．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离

C ．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌

D ．32

P 标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中

解析：选A 。如保温时间过长，部分大肠杆菌裂解，其中含放射性的噬菌体释放出来，所以在上清液中出现少量放射性。

上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析

(1)用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：

①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；

②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。

(2)用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。

肺炎双球菌转化实验分析[学生用书

P41]

1．肺炎双球菌两种类型比较

菌落 荚膜 毒性 R 型菌 粗糙 无荚膜 无毒 S 型菌

光滑

有荚膜

有毒

2.

过程及结果 分析

结论

R 型活菌注射小鼠活 结果说明R 型菌无毒性 已加热杀死的S 型菌体内含有转化因子，促使R 型菌转化为S 型菌

S 型活菌注射小鼠死 结果说明S 型菌有毒性 加热杀死的S 型菌注射小鼠活

结果说明加热杀死的S 型菌已失活

R 型活菌＋加热杀死的S

小鼠死亡，证明有R 型无毒菌