第1节 DNA是主要的遗传物质

第1节DNA是主要的遗传物质

课程标准要求核心素养对接学业质量水平

概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上1.生命观念——从分子水平上，利用结构

与功能观，分析DNA适合作为遗传物质

应具备的特点。

水平一

2.科学思维——运用归纳与概括的方法，

分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体

侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建

实验，归纳出其在实验思路上的共同点。

水平一

3.科学探究——从选材、原理、方法、步

骤、结果、结论和设置对照的方式等多

个角度理解相关实验，学会同位素标记

病毒的基本方法和原理。

水平二

4.科学思维——分析肺炎链球菌体外转

化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟

草花叶病毒重建实验的实验结论，归纳

概括出DNA是主要的遗传物质。

水平一肺炎链球菌的转化实验

———————————————自主梳理———————————————1.对遗传物质的早期推测

(1)20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。

(2)20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的

观点仍占主导地位。

2.两种肺炎链球菌的比较

图示菌落(光滑、粗糙) 有无荚膜有无毒性S型细菌光滑有有R型细菌粗糙无无两种菌在小鼠体内繁殖，毒性效果相互对照

3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验

结论：加热致死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌

还不知道转化因子的化学本质

4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验在人工培养基中繁殖

【科学方法】自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”

在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。

(1)加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就是利用了“加法原理”。(2)减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就是利用了“减法原理”。

[典例1](2019·天化中学期末)在肺炎链球菌的转化实验中，促进R型菌转化成S 型菌的转化因子是S型菌的()

A.蛋白质

B.多糖

C.RNA

D.DNA

答案 D

[对点练1] (2019·宁波九校联考)（多选）肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗

传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是()

A.肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体

B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

D.粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株

解析肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体，A正确；肺炎链球菌的体内转化实验证明S型细菌中含有某种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，B错误；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，C正确；光滑型(S)菌株是引起败血病或肺炎的菌株，D错误。

答案AC

联想质疑

菌落是由一个微生物细胞经过繁殖而产生的肉眼可见的子细胞群体，可根据菌落的大小、形态、颜色等特征鉴别微生物的种类。

荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主细胞内生活并繁殖。

★R型菌无荚膜，S型菌有荚膜，荚膜对细菌有保护作用。

S型细菌的细胞提取物的制备方法：将S型细菌用氯仿抽提数次→用乙醇沉淀→将沉淀溶于盐溶液→加入水解多糖的酶，37 ℃消化4～6 h→再用氯仿抽提→用乙醇沉淀→制得了含有转化因子的S型细菌的细胞提取物(含有核酸以及极少量的蛋白质)。

目的：依次去掉多糖、蛋白质、RNA、脂质和DNA，看细胞提取物是否还有转化活性。

【易错提示】

(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌；(2)由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性；(3)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组都通过添加特定的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了自变量控制中的“减法原理”。(4)格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。

噬菌体侵染细菌的实验———————————————自主梳理———————————————

(1)若保温时间过短，对第一组实验和第二组实验的结果会产生什么影响？为什么？

提示对第一组实验无影响，但会导致第二组实验的上清液中出现较高的放射性。因为保温时间过短，会有大量亲代噬菌体尚未将DNA注入大肠杆菌，搅拌离心后这部分完整的亲代噬菌体一并出现在上清液中。

(2)若保温时间过长，对以上两组实验的结果又会产生什么影响？为什么？

提示对第一组实验无影响，会导致第二组实验的上清液出现较高的放射性。因为保温时间过长，子代噬菌体已经从裂解的大肠杆菌中释放出来，经搅拌离心，这部分完整的子代噬菌体会一并出现在上清液中。

(3)若搅拌不彻底，对以上两组实验的结果又会产生什么影响？为什么？

提示会导致第一组实验的沉淀物中出现较高的放射性，对第二组实验无影响。因为如果搅拌不彻底，亲代噬菌体的蛋白质外壳无法与大肠杆菌细胞体分离，经离心，会同大肠杆菌细胞体一起出现在沉淀物中。

[典例2] (2019·三明一中月考)以含(NH4)352SO4、KH312PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是() 选项放射性S元素P元素

A 全部无全部32S 全部31P

B 全部有全部35S 多数32P，少数31P

C 少数有全部32S 少数32P，多数32P

D 全部有全部35S 少数32P，多数31P

解析大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和含31P的脱氧核苷酸，噬菌体的DNA 被32P标记，侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，只有DNA进入，并以噬菌体DNA为模板，利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸，进行复制，合成子代噬菌体的DNA，子代噬菌体少数含32P，多数含31P；同时利用大肠杆菌提供的氨基酸，合成噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体全部含有35S。

答案 D

[对点练2](2019·都匀一中期末)某研究小组模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用32P