第3章 基因的本质(教案)

第3章基因的本质

第1节 DNA是主要的遗传物质

【课标定位】

1.阐述肺炎双球菌转化实验的过程及结论。

2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，理解DNA是主要的遗传物质。【教材回归】

一、DNA是遗传物质的实验证据

（一）肺炎双球菌的转化实验

2.格里菲思的转化实验——体内转化实验

（1）实验原理

S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

（3）实验推论

加热杀死的S型细菌中含有某种促成R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子。

3.艾弗里的转化实验——体外转化实验

（1）实验设计思路

设法将DNA与其他物质（如多糖、蛋白质等）分开，单独研究它们各自的功能。

绵阳外国语学校 高中生物备课组

（二）噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯实验 1.噬菌体 （1）噬菌体的结构

由头部和尾部两部分组成。头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA 。 （2）噬菌体的增殖

T 2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，在侵染大肠杆菌后就会在其自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分而进行大量增殖，当增殖到一定数量后大肠杆菌裂解并释放出大量的子代噬菌体。

2.实验方法

放射性同位素标记法。 3.实验过程、结果及结论

二、RNA 是遗传物质的实验证据——烟草花叶病毒感染烟草实验 （一）烟草花叶病毒的组成 由蛋白质和RNA 组成。 （二）实验过程

（三）实验结论

在RNA 病毒中，RNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。

标记：在分别含有35S 和32P 的培养基中培养大肠杆菌，以获得分别含有35S 和32P 的大肠杆菌；然后用上述大肠杆菌分别培养T 2噬菌体，以获得蛋白质含有35S 标记或DNA 含有32P 标记的噬菌体 侵染：用35S 标记的T 2噬菌体侵染一部分未被标记的大肠杆菌，用

32P 标记的T 2噬菌体侵染另一部分未被标记的大肠杆菌

搅拌、离心：经过短时间的保温后，用搅拌器搅伴、离心。搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体与

细菌分离；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T 2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌

结论：由于噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的

各种性状是通过亲代噬菌体的DNA 传递下来的，即DNA 才是真正的遗传物质

对象：上清液和沉淀物中的放射性同位素 目的：测知T 2噬菌体DNA

和蛋白质的去向

结果：①用

35S

标记的感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用

32P

标记的感染实验，

放射性同位素主要分布在沉淀物中。该结果表明：噬菌体的蛋白质外壳主要分布在上清液中，而DNA 主要分布在沉淀物中。②细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P

标记

的DNA ，但却检测不到35S 标记的蛋白质。该结果表明：噬菌体侵染细菌时，DNA 进入

了细菌体内，而蛋白质外壳留在外面

检测 正常烟叶

病态烟叶

甲：

乙：

正常烟叶

正常烟叶

病毒的丙： 正常烟叶

病态烟叶

高考生物第一轮复习资料（教案）§2-3《基因的本质》

【要点突破】

特别提示：

①由于DNA的变性温度较蛋白质的变性温度高，因此，加热杀死的S型细菌因蛋白质变性而失活，但DNA仍具有活性。

②由R型活细菌转化成的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这表明这种性状的转化是可以遗传的。

③格里菲思当时并不知道转化因子是什么物质，其实验未能证明DNA是遗传物质。

④肺炎双球菌转化作用的实质：S型细菌的DNA与R型细菌的DNA进行重组，R型细菌获得S型细菌的遗传信息而转化为S型细菌。

二、噬菌体侵染细菌的实验分析

1.噬菌体侵染细菌的过程

吸附：用尾部的末端吸附在细菌表面

注入：释放溶菌酶，向细菌内注入DNA，蛋白质外壳留在外面

合成：以细菌内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳

组装：一个蛋白质外壳装入一个DNA分子，组成一个新的噬菌体

释放：细菌细胞破裂，释放出几个至几十个子代噬菌体

2.实验误差分析

（1）用32P标记的感染实验，上清液中含有少量放射性的原因：

①保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌，经离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代噬菌体，经离心后分布于上清液中。

绵阳外国语学校高中生物备课组

（2）用35S标记的感染实验，沉淀物中含有少量放射性的原因：

搅拌不充分，少量含35S的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。

3.实验结果分析

（1）噬菌体侵染细菌的实验，除了证明DNA分子是遗传物质以外，还说明DNA分子能够进行自我复制（使前后代保持一定的连续性）并指导蛋白质的合成。

（2）肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都只能证明DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。

特别提示：

用35S和32P能够分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA的原因：硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质中（氨基酸的R基中），而磷几乎都存在于DNA中（脱氧核苷酸的磷酸中）。

三、实验设计思路

证明DNA分子是遗传物质时，科学家们最关键的实验设计思路是：设法把DNA分子与蛋白质分子区分开，然后直接地、单独地去观察DNA分子和蛋白质分子的作用。

四、生物的遗传物质

1.准确地说，细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，生物的遗传物质是DNA或RNA。

2.在真核生物中，DNA主要存在于细胞核中的染色体上，少量存在于细胞质中的线粒体和叶绿体中，因此它们都是遗传物质的载体，但染色体是遗传物质的主要载体。

〖达标自测〗

1. 某校生物兴趣小组在培养有R型活细菌的A、B、C、D四支试管中，分别加入S型细菌的

DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经培养后可检测到S型细菌的试管是（A ）

A.试管A

B.试管B

C.试管C

D.试管D

2. 下列有关肺炎双球菌和T2噬菌体的叙述中，正确的是（B ）

A.T2噬菌体可寄生在乳酸菌体内

B.T2噬菌体头部和尾部的外壳是蛋白质

C.S型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡

D.R型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑

3. 若用3H、15N、32P、35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，则在产生的子代噬菌体中能够

检测到的放射性同位素是（ B ）

A.可在外壳中检测到3H、15N、35S

B.可在DNA中检测到3H、15N、32P

C.可在外壳中检测到15N、35S、32P

D.可在DNA中检测到15N、32P、35S

【自我校对】

一、（一）1.光滑有有粗糙无无 2.（1）S型细菌（2）不死亡死亡S 不死亡死亡S （3）转化因子 3.（1）DNA （2）DNA 越高DNA DNA（二）1.（1）蛋白质DNA（2）自身遗传物质大肠杆菌大量 2.同位素 3.蛋白质DNA 短时间分离上清液沉淀物去向上清液沉淀物蛋白质DNA DNA 蛋白质DNA

二、（一）蛋白质RNA （三）RNA 蛋白质

三、DNA和RNA DNA 只含有DNA DNA 只含有RNA RNA 绝大多数主要