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1、第3 3章 基因的本质 第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 一二三四 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代 一二三四 2.20世纪30年代 一二三四 二、肺炎双球菌的转化实验 一二三四 预习反馈 1.根据格里菲思的体内转化实验,回答问题。 (1)第和组对比,和组对比,分别说明什么? 答案:和对比说明S型活细菌具有毒性。和组对比说明 加热杀死的S型细菌失去毒性。 (2)第组实验说明细菌发生了什么变化? 答案:说明部分R型活细菌转化成了S型活细菌。 (3)第组实验中,从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌? 答案:不是。还有R型活细菌。 一二三四 2.在艾弗里的实验
2、中,一组实验为R型细菌与S型细菌的 DNA+DNA酶混合培养,试分析这一组实验的目的。 答案:DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸,水解后的产物不能使R 型细菌转化为S型细菌,说明DNA必须保持完整性才能完成其功能。 同时,也从反面证明了DNA是遗传物质。 3.艾弗里的实验设计思路是什么? 答案:将蛋白质、DNA等物质分开,单独观察它们的作用。 一二三四 三、噬菌体侵染细菌的实验 1.T2噬菌体 一二三四 2.实验过程及结果 一二三四 思考 1.(1)32P和35S分别标记噬菌体的什么物质? 答案:32P标记的是DNA,35S标记的是蛋白质。 (2)用14C和18O同位素标记可行吗? 答案:不可行
3、。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中均含有这两 种元素,且18O无放射性,故无法将DNA和蛋白质区分开。 2.为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体? 答案:因为噬菌体营寄生生活,专门寄生在大肠杆菌体内,故应先 培养大肠杆菌,再用大肠杆菌培养噬菌体,而不能直接用培养基培 养噬菌体。 一二三四 3.实验过程中搅拌、离心的目的分别是什么? 答案:搅拌:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心:让上清 液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被感 染的大肠杆菌。 一二三四 四、DNA是主要的遗传物质 一二三四 预习反馈 1.连线。 一二三四 2.判断正误。 (1
4、)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA, 证明了DNA是遗传物质。( ) (2)噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统。 ( ) (3)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。 ( ) (4)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将 DNA注入大肠杆菌细胞中。( ) (5)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是细菌的遗传物质。 ( ) 一二三四 3.你认为遗传物质必须具备的特点是什么? 答案:(1)能自我复制。 (2)能指导和控制蛋白质的合成。 (3)能储存大量遗传信息。 (4)结构稳定。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练
5、 温故知新 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 肺炎双球菌的体外转化实验和体内转化实验都能证明DNA是遗 传物质吗? 分析实验过程,填写下表。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 下图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程。 下列说法错误的是( ) A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却 B.加热杀死的S型菌的DNA进入R型细菌细胞内,使R型细菌转化 为S型细菌 C.该转化实验证明了DNA是遗传物质 D.从死亡小鼠中能分离出S型肺炎双球菌 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练
6、温故知新 解析:该转化实验不能证明DNA是遗传物质,只能证明S型细菌含 有某种“转化因子”,使无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细 菌,C项错误。 答案:C 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 1.对“转化”的理解 (1)肺炎双球菌转化实验中,S型细菌的DNA片段整合到R型细菌 的DNA中,使R型细菌细胞获得了新的遗传信息。 (2)发生转化的只是少部分R型细菌。由于受到DNA的纯度、两 种细菌的亲缘关系、R型细菌的状态等因素的影响,并不是所有的 R型细菌都转化成S型细菌,只是少部分R型细菌转化成S型细菌。 2.肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验中的对照设计 (1
7、)在格里菲思的体内转化实验中,用S型活细菌注射小鼠与用R 型活细菌注射小鼠形成对照;加热杀死的S型细菌单独注射小鼠与 加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注射小鼠形成对照。 (2)在艾弗里的体外转化实验中,DNA、蛋白质、多糖等物质分 别与R型细菌混合培养,形成对照,DNA与DNA酶处理DNA后的产 物分别与R型细菌混合培养,也形成对照。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 3.格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验 (实验二)的三个“不同” 问题导引典例剖析归纳提升 探究点一探究点二 活学活练 温故知新 艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结
8、果如下表。由 表可知( ) A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.和说明S型菌的DNA是转化因子 D.说明DNA是主要的遗传物质 问题导引典例剖析归纳提升 探究点一探究点二 活学活练 温故知新 解析:中R型菌中加入S型菌的蛋白质,培养皿中没有S型菌生长, 证明蛋白质不是转化因子;中加入S型菌的荚膜多糖,培养皿中没 有S型菌生长,说明荚膜多糖不是转化因子,不能说明荚膜多糖有酶 活性;中加入DNA,培养皿中长出了S型菌,证明DNA是转化因 子;中加入经DNA酶处理的DNA,DNA酶分解DNA,培养皿中无S 型菌生长,进一步证明DNA是转化因子。说明DNA是遗
9、传物 质,但不能说明其是主要的遗传物质。 答案:C 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验中有哪些需要注意的问题? 尝试完成下列问题。 (1)噬菌体侵染细菌的实验中用32P和35S同时标记噬菌体,能否判 断蛋白质是遗传物质,还是DNA是遗传物质? 答案:不能。如果同时用32P和35S标记噬菌体,在上清液和沉淀物 中都能检测到放射性,不能形成对照,无法判断是哪种成分侵入了 大肠杆菌。 (2)离心后沉淀物与上清液各有什么成分? 答案:离心后沉淀物中有被感染的大肠杆菌,上清液中有重量较 轻的噬菌体。 探究点一探究点
10、二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 (3)完成下表中不同情况下实验的结果分析 (4)艾弗里的肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验能否 证明DNA是主要的遗传物质? 答案:不能。两个实验均只能证明DNA是遗传物质。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 用32P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10%,沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射 性的原因可能是( ) A.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌 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.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D.
11、32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 解析:噬菌体侵染大肠杆菌时,经过搅拌、离心,上清液含较轻的 噬菌体,沉淀物含被侵染的大肠杆菌,A项错误;搅拌不充分,噬菌体 与细菌未分离,放射性应出现在沉淀物中,B项错误;32P标记的是噬 菌体的DNA,噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA,子代噬菌体 的DNA会含32P,上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠 杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,C项正确、D项错误。 答案:C 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 1.噬菌体侵染细菌的实验结果中放射性
12、物质的分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,理论上讲,32P标记的DNA 全部存在于沉淀物中,上清液的放射性为0;实际上,上清液中有少量 放射性,原因有以下两种。 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,沉淀物中也有少量放射 性的原因:由于搅拌不充分,有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸 附在大肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现 少量的放射性。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 2.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)设计思路 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 (2)对照实验 肺炎双球菌转
13、化实验中的相互对照 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 (3)实验结论 肺炎双球菌体外转化实验的结论:证明DNA是遗传物质,蛋白 质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验的结论:证明DNA是遗传物质,不能证明 蛋白质不是遗传物质。 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 1.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程,你认为同位素标记的方案 应为( ) A.用14C或3H培养噬菌体,再去侵染细菌 B.用18O或32P培养噬菌体,再去侵染细菌 C.将一组噬菌体用32P和35S标记 D.一组用32P标记DNA,另一组用35S标记蛋白质
14、外壳 解析:用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳,35S仅存于 噬菌体的蛋白质外壳中,32P仅存在于噬菌体的DNA中,而14C、18O 和3H在蛋白质和DNA中都含有,无法区别是哪一种成分发挥作用, 同时用32P、35S标记噬菌体,DNA和蛋白质都有放射性,也无法判断 是哪一种成分发挥作用。 答案:D 探究点一探究点二 问题导引典例剖析归纳提升活学活练 温故知新 2.若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P 标记的噬菌体侵染,裂解后 释放的所有噬菌体( ) A.一定有35S,可能有32P B.只有35S C.一定有32P,可能有35S D.只有32P 解析:1个32P标记的噬菌体侵
15、染35S标记的大肠杆菌,含32P标记的 噬菌体DNA侵入大肠杆菌,以大肠杆菌内的物质为原料进行复制, 故释放的噬菌体可能含有32P;噬菌体以大肠杆菌内的含35S的物质 为原料合成蛋白质,故释放的噬菌体一定含有35S。 答案:A 探究点一探究点二温故知新 1.两个肺炎双球菌转化实验的结论 (1)格里菲思实验的结论:加热杀死的S型细菌中存在促使R型细 菌转化为S型细菌的“转化因子”。 (2)艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物 质,即DNA是遗传物质。 2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记 (1)第一次标记:标记大肠杆菌,分别用含35S和32P的培养基培养大 肠杆菌。 (2)第二次标记:标记噬菌体,分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬 菌体。 3.证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路 设法将DNA和蛋白质等其他物质分离开来,单独地、直接地观察 它们各自的作用。 探究点一探究点二温故知新 4.不同生物的遗传物质