高中生物第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质导学案新人教

第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质

1. 掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重、难点) 2. 掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重、难点) 3. 理解DNA是主要遗传物质的结论。

一、对遗传物质的早期推测(阅读教材P42～P43)

二、肺炎双球菌的转化实验(阅读教材P43～P44) 1. 肺炎双球菌的特点

种类 S型细菌 R型细菌 项目 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 毒性 有毒性 无毒性 2. 体内转化实验——格里菲思的实验 (1) 原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。 (2) 实验过程及现象

(3) 结论：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。 3. 体外转化实验——艾弗里的实验

(1) 原理：只有加入DNA时，R型细菌才能够转化为S型细菌。

1

(2) 过程

(3) 结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 三、噬菌体侵染细菌的实验(阅读教材P44～P45) 1. 噬菌体的结构

头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA。如图：

2. 噬菌体的代谢与增殖

(1) 代谢：能寄生在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。

(2) 增殖：在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。 3. 噬菌体侵染细菌的过程

实验过程 被35S标记的噬菌体 被32P标记的噬菌体 第一步 用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌 第二步 在搅拌器中搅拌，然后离心 续 表

实验过程 被35S标记的噬菌体 被32P标记的噬菌体 第三步 检测上清液和沉淀物中的放射性物质 沉淀物的放射性很低；上清液的放上清液的放射性很低；沉淀物的放实验结果 射性很高 射性很高

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4. 实验结果的进一步观察

(1) 结果：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到P标记的DNA，但却不能检测到S标记的蛋白质。 (2) 表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。 5. 实验结论：DNA是遗传物质。

点拨 ①上述方法为放射性同位素标记法。

②上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要是被侵染的细菌。 四、RNA是遗传物质的实验证据(阅读教材P46) 1. 烟草花叶病毒的组成：蛋白质和RNA。 2. 侵染过程

烟草花侵染侵染

不感染病毒RNA―蛋白质――→烟草结果：烟草―→烟草结果：烟草感染病毒 叶病毒

3．结论：在某些病毒中RNA是遗传物质。

1．连线

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2．判断

(1) 20世纪30年代，人们认识到DNA的成分后，就确认DNA是遗传物质。(×)

分析：20世纪30年代，人们认识到DNA的成分后，由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，所以蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

(2) 格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质。(√) 分析：格里菲思实验只提出“转化因子”，未证明什么是遗传物质。

(3) (2016·西宁市高一期末) 艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质。(√)

(4) 1952年，赫尔希和蔡斯用S和P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。(√) (5) (2016·河北正定中学高一检测) 用含S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。(×)

分析：含S的蛋白质外壳未进入细菌内，所以沉淀物中不会发现大量的放射性物质。

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(6) 真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，原核生物细胞中的遗传物质都是RNA。(×) 分析：无论是真核生物还是原核生物，只要具有细胞结构，遗传物质就是DNA。

主题一 肺炎双球菌的转化实验[学生用书P50]

结合下面两个实验分析转化因子是哪种物质。 实验1

实验分析：

(1) a组说明R菌株无毒性。

(2) b组说明S菌株有毒性，使小鼠患败血症死亡。 (3) c组说明加热杀死的S菌株不能使小鼠死亡。 (4) d组说明加热杀死的S菌株能使R菌株转化为S菌株。 上述实验说明：

已经被加热杀死的S菌株中，必然含有某种促成这一转化的活性物质，即转化因子。 实验2

4

实验分析：

(1) 甲、乙、丙三组实验对照说明：DNA是转化因子，蛋白质等其他物质不是转化因子。 (2) 丁组实验的目的是证实DNA的分解产物不是转化因子，从反面证实了DNA是遗传物质。

格里菲思和艾弗里的实验比较

项目 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里及其同事 培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外) 实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各成分作用的相互对照 加热杀死的S型细菌能使R型细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化为实验结果 转化为S型细菌 S型细菌 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变实验结论 S型细菌体内有“转化因子” 化的物质 (1) 所用材料相同，都是肺炎双球菌：R型和S型； 两个实验 (2) 体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体的联系 外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA； (3) 两实验都遵循对照原则、单一变量原则

转化因子的本质

1．艾弗里和同事用R型和S型细菌进行实验，结果如表所示。从表中可知( )

培养皿 实验组号 接种菌 加入S型细菌物质 长菌情况 ① R型 蛋白质 R型 ② R型 荚膜多糖 R型 ③ R型 DNA R型、S型 ④ R型 DNA(经DNA酶处理) R型 A. ①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子

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D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

肺炎双球菌转化的实质和影响因素

(1) 在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。

(2) 转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。

(3) 在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌，原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系和菌体的状态等因素影响。

肺炎双球菌转化实验的深度剖析

2．(2016·石家庄高一检测) 肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能引起人或动物患肺炎或败血症；无荚膜的无毒性，不能引起人或动物患病。下图所示为1944年美国学者艾弗里和他的同事所做的细菌转化实验。请回答：

(1) 实验A中，老鼠患败血症死亡。其他各组实验中老鼠的情况分别为：B________，C________，D________，E________。

(2) 不致病的肺炎双球菌接受了________________，使它的遗传特性发生了改变。

(3) 肺炎双球菌的毒性与荚膜有关系，荚膜是一种毒蛋白，这说明蛋白质的合成由________控制。 (4) 这个实验说明____________________________。

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D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

肺炎双球菌转化的实质和影响因素

(1) 在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。

(2) 转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。

(3) 在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌，原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系和菌体的状态等因素影响。

肺炎双球菌转化实验的深度剖析

2．(2016·石家庄高一检测) 肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能引起人或动物患肺炎或败血症；无荚膜的无毒性，不能引起人或动物患病。下图所示为1944年美国学者艾弗里和他的同事所做的细菌转化实验。请回答：

(1) 实验A中，老鼠患败血症死亡。其他各组实验中老鼠的情况分别为：B________，C________，D________，E________。

(2) 不致病的肺炎双球菌接受了________________，使它的遗传特性发生了改变。

(3) 肺炎双球菌的毒性与荚膜有关系，荚膜是一种毒蛋白，这说明蛋白质的合成由________控制。 (4) 这个实验说明____________________________。

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