第一課時(shí) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第一節(jié)探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程第四章遺傳的分子基礎(chǔ)第一課時(shí)DNA是主要的遺傳物質(zhì)種瓜得瓜種豆得豆“滴血驗(yàn)親”是影視劇中的經(jīng)典橋段，但現(xiàn)在的科學(xué)告訴我們，實(shí)際上這是沒(méi)有任何科學(xué)依據(jù)的。現(xiàn)在能通過(guò)一種物質(zhì)更加精確地鑒定一個(gè)人的身份，那就是——核酸。核酸決定一切生物物種的特性?！舅伎肌亢怂釣槭裁茨軟Q定生物的性狀呢？1.掌握肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論。(重、難點(diǎn))2.掌握噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論。(重、難點(diǎn))3.理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。一、格里菲思的肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎球菌的類型菌落粗糙菌體無(wú)莢膜無(wú)毒性（2）R型球菌：菌落光滑菌體有莢膜有毒性（1）S型球菌：小鼠死亡小鼠存活2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程小鼠存活小鼠死亡積極思維3.分析與結(jié)論⑴為什么第四組實(shí)驗(yàn)將R型活球菌和加熱殺死后的S型球菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡？因?yàn)镽型球菌轉(zhuǎn)化成了有毒性的S型球菌,使小鼠患敗血病而死亡。⑵在第四組實(shí)驗(yàn)中的小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的有毒性的S型活球菌的后代也是有毒性的S型球菌,這說(shuō)明這種性狀的轉(zhuǎn)化可不可以遺傳？這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。在加熱殺死的S型球菌中含有哪些物質(zhì)？多糖蛋白質(zhì)其他物質(zhì)DNA加熱殺死的S型球菌如何確定哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)呢？把從S型球菌中分離、提取出的各種成分，單獨(dú)地、直接地作用于R型球菌。二、1944年化學(xué)家艾弗里以及合作者的實(shí)驗(yàn)1.S型球菌的化學(xué)組成DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：多糖蛋白質(zhì)其他物質(zhì)DNA分別與R型活球菌混合培養(yǎng)

R

RRSRS型活球菌3.艾弗里實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：構(gòu)成S型球菌的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)中，是DNA使R型球菌的致病性發(fā)生了轉(zhuǎn)化。像DNA這樣，能攜帶遺傳信息，控制生物體的特定性狀，并通過(guò)細(xì)胞增殖過(guò)程將遺傳信息傳遞給后代的物質(zhì)，稱為遺傳物質(zhì)。都遵循對(duì)照原則、單一變量原則。格里菲思和艾弗里的肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)有什么相似之處？艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。怎樣才能更有說(shuō)服力呢?有沒(méi)有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料呢？？思維碰撞三、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)DNA1.T2噬菌體：一種專門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。蛋白質(zhì)（C、H、O、N、P）（C、H、O、N、S）噬菌體侵染大腸桿菌的動(dòng)態(tài)過(guò)程：吸附侵染合成組裝釋放侵染別的大腸桿菌為何以噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料？？？因?yàn)槿旧w主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，而噬菌體與染色體的成分很相似。

如何證明被注入的是DNA而不是蛋白質(zhì)？同位素標(biāo)記法，一組噬菌體用蛋白質(zhì)外殼特有的元素35S標(biāo)記，另一組用DNA特有的元素32P標(biāo)記。如何讓噬菌體被標(biāo)記？？分別用含有放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程3.分析與結(jié)論只有DNA進(jìn)入大腸桿菌的體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。⑴該實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，DNA和蛋白質(zhì)這兩種物質(zhì)中只有哪種物質(zhì)進(jìn)入了大腸桿菌體內(nèi)？積極思維子代噬菌體的各種性狀是通過(guò)親代的DNA遺傳的。（DNA才是真正的遺傳物質(zhì)）⑵該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明子代噬菌體的各種性狀是通過(guò)親代的DNA遺傳的還是蛋白質(zhì)遺傳的？小結(jié)：列表比較DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的共同點(diǎn)①設(shè)計(jì)思路:設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。②都遵循了對(duì)照原則。DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？煙草花葉病毒是一類RNA病毒，由RNA和蛋白質(zhì)組成，它可以感染煙草使其呈現(xiàn)花葉病。【例】某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌②用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌③用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌保溫一段時(shí)間后進(jìn)行離心，檢測(cè)到放射性存在的主要部位依次是()A.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液C.沉淀物、上清液、沉淀物D.上清液、上清液、沉淀物和上清液【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵是明確被標(biāo)記的元素在哪些物質(zhì)中含有，這些物質(zhì)分別存在于生物體哪些結(jié)構(gòu)中，在此基礎(chǔ)上，還要分清楚上清液和沉淀物中分別含有哪類物質(zhì)?！窘馕觥窟xB。首先要明確上清液主要的成分是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，而沉淀物是大腸桿菌，而且噬菌體的DNA會(huì)侵染到大腸桿菌中。①中用32P標(biāo)記噬菌體DNA，故放射性主要存在于沉淀物中；②中用35S標(biāo)記大腸桿菌的蛋白質(zhì)，故放射性主要存在于沉淀物中；③中用15N標(biāo)記噬菌體，在其蛋白質(zhì)外殼和DNA中都含有標(biāo)記元素，故放射性既存在于沉淀物中，又存在于上清液中。四、煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)1956年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白質(zhì)和RNA，如煙草花葉病毒。RNA是一些不含DNA的病毒的遺傳物質(zhì)。流感病毒、脊髓灰白質(zhì)炎病毒等病毒的遺傳物質(zhì)也是RNA。細(xì)胞生物

（真核、原核）非細(xì)胞生物

（病毒）核酸遺傳物質(zhì)DNA和RNADNADNARNADNARNA因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。小結(jié)：噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)D1.格里菲思用肺炎球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果（）A.證明了DNA是遺傳物質(zhì)B.證明了RNA是遺傳物質(zhì)C.證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)D.沒(méi)有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)【解析】英國(guó)科學(xué)家格里菲思只是通過(guò)肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，推出殺死小鼠的S型球菌中含有促進(jìn)轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)，沒(méi)有具體證明何種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。2.下圖是“肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的部分研究過(guò)程。能充分說(shuō)明“DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”的是(

)A.①②④

B.①②③C.①③④D.①②③④D【解析】本題主要考查肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，解答本題可以從以下三點(diǎn)分析：①需要將S型大腸桿菌中的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等成分分離，分別與R型大腸桿菌混合培養(yǎng)。②DNA酶能將DNA水解而使其失活。③分析結(jié)果時(shí)，注意實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照原則。3.赫爾希和蔡斯通過(guò)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟：①培養(yǎng)噬菌體②35S和32P分別標(biāo)記噬菌體③放射性檢測(cè)④離心分離實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序?yàn)?)A.①②③④ B.④②①③C.②①④③ D.②①③④C【解析】T2噬菌體是由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成的，用放射性同位素35S和32P可以分別對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，然后讓其感染細(xì)菌（培養(yǎng)噬菌體），再進(jìn)行離心分離，最后進(jìn)行放射性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的只有DNA，從而得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。4.噬菌體在增殖過(guò)程中利用的模板和原料的提供者分別是()A.都是噬菌體B.噬菌體和細(xì)菌C.都是細(xì)菌D.細(xì)菌和噬菌體【解析】噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)注入的是DNA，在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)以親代噬菌體的DNA為模板，以細(xì)菌的四種游離的脫氧核苷酸和氨基酸為原料，合成并組裝形成子代噬菌體。B5.下圖為肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的圖解。請(qǐng)回答：（1）分析圖A可以看出，加熱殺死的有毒的S型球菌與活的R型無(wú)毒球菌混合注入小鼠體內(nèi)，小鼠將

，原因是

。S型R型（2）若用同位素標(biāo)記法分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記，可選用下列哪一組

。A.14C和18O B.35S和32PC.14C和32P D.35S和18O（3）分析圖B可以看出，該實(shí)驗(yàn)獲得成功的最關(guān)鍵設(shè)計(jì)是

?！窘馕觥看祟}考查肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和結(jié)論。（1）分析圖A可以看出，活的R型無(wú)毒球菌與加熱殺死的有毒的S型球菌混合后，可轉(zhuǎn)化為活的有毒性的S型球菌，小鼠將死亡。（2）蛋白質(zhì)含有元素S不含元素P，核酸含有元素P而不含元素S，因此可用35S和32P分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記。

（3）分析圖B可知，加入死的S型球菌的DNA，無(wú)毒的R型球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為S型球菌的性狀，這說(shuō)明S型球菌的