第節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)當前1頁，總共67頁。變形蟲花老虎海葵當前2頁，總共67頁。無論是高等的、復(fù)雜的生物，還是低等的、簡單的生物，它們共同具有的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？（答：是蛋白質(zhì)和核酸。）在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？當前3頁，總共67頁。實驗成功的關(guān)鍵是選擇合適的實驗材料。

在探索遺傳物質(zhì)的實驗中，是選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成分多的生物呢？還是選擇結(jié)構(gòu)簡單，成分少的生物呢？為什么？可以選擇哪些生物？當前4頁，總共67頁。第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期推測二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗三、噬菌體侵染細菌的實驗當前5頁，總共67頁。教學目標知識目標1.對遺傳物質(zhì)的早期推測。2.“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。(1)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗;(2)噬菌體侵染細菌實驗。當前6頁，總共67頁。能力目標1.分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路。2.探討實驗技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。當前7頁，總共67頁。情感態(tài)度與價值觀目標1.通過模擬科學發(fā)現(xiàn)的過程，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和不斷探究的精神。2.通過對感性圖文資料的學習，培養(yǎng)信息處理能力。3.進一步激發(fā)學生唯物辯證觀的樹立。當前8頁，總共67頁。重點難點教學重難點肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體的侵染細菌實驗的原理、過程及結(jié)論。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。當前9頁，總共67頁。1.蛋白質(zhì)的特點一、對遺傳物質(zhì)的早期推測當前10頁，總共67頁。蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。由于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)量、種類和排列順序不同而形成了各種各樣的蛋白質(zhì)。那么氨基酸多種多樣的排列順序是不是蘊含著遺傳信息呢？當前11頁，總共67頁。2.核酸的特點DNA的基本單位是脫氧核苷酸，脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。組成DNA分子的脫氧核糖有四種，每一種有一個特定的堿基,分別為腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）。當前12頁，總共67頁。脫氧核苷酸的化學組成當前13頁，總共67頁。二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.肺炎雙球菌是一種什么樣的生物？（1）概念肺炎雙球菌屬于原核生物，有R型和S型,其中S型在人體內(nèi)引起肺炎，在小白鼠體內(nèi)導(dǎo)致敗血癥，使小白鼠死亡。

當前14頁，總共67頁。2.何為莢膜？莢膜：只是某些細菌在一定條件下或生長發(fā)育到某一階段時，在細胞壁外一層厚度不均的膠狀物。具有保護細菌免受干旱損傷，可以貯藏養(yǎng)料，堆積代謝產(chǎn)物，與細菌致病性有關(guān)。產(chǎn)生莢膜細菌在固體培養(yǎng)基上形成表面濕潤、有光澤、粘液狀的光滑型，即S型菌落。不產(chǎn)生莢膜的細菌表面干燥、粗糙型，即R型菌落。當前15頁，總共67頁。

單個或少數(shù)的同種細菌被接種在固體培養(yǎng)基上后，在培養(yǎng)基上生長繁殖時，受培養(yǎng)基表面或深層的限制，會形成肉眼可見的、具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細胞群體，稱菌落。3.何為菌落？當前16頁，總共67頁。（2）肺炎雙球菌的特點

注：S型菌可以導(dǎo)致人患肺炎，導(dǎo)致小鼠死亡。R型菌則不會。

R型（無莢膜）S型(有莢膜)當前17頁，總共67頁。（3）體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的過程當前18頁，總共67頁。（1）R型活菌小鼠不死亡說明R型細菌無毒性（2）S型活菌小鼠死亡說明S型細菌毒性（3）S型活菌，加熱殺死小鼠不死亡說明加熱殺死S型細菌失去毒性（4）加熱殺死S型細菌+R型活菌老鼠死亡從中分離出了S型活菌實驗過程注射注射注射注射當前19頁，總共67頁。思考1.對比分析（1）、（2）說明什么？2.在（3）中被加熱殺死的S型細菌還有沒有毒性？

S型細菌有毒使小鼠致死，R型細菌無毒不能使小鼠致死。沒有當前20頁，總共67頁。4.在（4）中是誰導(dǎo)致小鼠死亡?5.在（4）中小鼠體內(nèi)能分離出S型活細菌，它是開始注射進去的，還是混合后重新出現(xiàn)的？S型活細菌混合后重新出現(xiàn)的3.對比分析（2）、（3）組說明什么？加熱殺死S型細菌，就會使其失去毒性。當前21頁，總共67頁。7.實驗先進行（1）、（2），與（3）、（4）相比，起________作用。對照6.對比分析（3）、（4）又說明什么？

R型活菌與S型死細菌混合后，S型死細菌可以利用R型活細菌體內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生S型活細菌，使小鼠致死。當前22頁，總共67頁。

8.S型活細菌的后代也具有毒性，又說明了什么？

由R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌,且這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。當前23頁，總共67頁。——轉(zhuǎn)化因子實驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)。當前24頁，總共67頁。討論

在S型細菌的成分：DNA、蛋白質(zhì)、多糖等同時存在的情況下，究竟哪一種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子？假如你是當時的科學家，你認為下一步關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？又應(yīng)該怎樣去做？當前25頁，總共67頁。（4）體外轉(zhuǎn)化實驗的過程

艾弗里證明遺傳物質(zhì)是DNA只長R型菌只長R型菌R型菌R型菌R型菌R型菌R型菌S型菌的DNAS型菌的蛋白質(zhì)S型菌的DNA+DNA酶當前26頁，總共67頁。與R型活菌混合培養(yǎng)S活菌蛋白質(zhì)脂類多糖RNADNADNA水解物當前27頁，總共67頁。（4）實驗結(jié)論

DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì),DNA是轉(zhuǎn)化因子。以上實驗表明：DNA是遺傳物質(zhì)。當前28頁，總共67頁。

把DNA溶液加熱到沸點，就可以使氫鍵斷開，雙螺旋解體，DNA分子急劇變性，轉(zhuǎn)化活性也急劇下降，但如果將其緩慢冷卻，分離了的DNA單鏈，就可以得以重聚?；謴?fù)其雙螺旋結(jié)構(gòu)，即DNA的“復(fù)性”。這樣，學生就能理解為什么加熱殺死肺炎雙球菌后，只要將其逐漸冷卻與R型活菌混合在一起，就能使R型向S型轉(zhuǎn)化，因而殺死小鼠。S型菌的DNA經(jīng)過高溫為什么不會失活？思考當前29頁，總共67頁。無莢膜的R型有非常重要的“感受態(tài)”，保證了S型的DNA可以進入，而S型有莢膜，無“感受態(tài)”，在自然情況下很難接收外源DNA分子，不能作用受體菌，故不能轉(zhuǎn)化。在自然情況下，R型變成S型是通過基因突變來實現(xiàn)的。

如果將加熱殺死的R型菌與S型菌混合，能否出現(xiàn)發(fā)生轉(zhuǎn)化？當前30頁，總共67頁。

SDNA和R型活菌混合培養(yǎng)分離出S型活菌的實質(zhì)是什么？加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA再加熱結(jié)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)其活性。當R型活菌忠侵入了S型細菌的DNA片段。這些S型細菌的DNA片段與R型細菌的DNA發(fā)生重組，從而使其獲得了能表達多糖莢膜的基因，即轉(zhuǎn)化為S型細菌，轉(zhuǎn)化率與供體DNA的純度有關(guān)。當前31頁，總共67頁。三、噬菌體侵染細菌的實驗（1）T2噬菌體的結(jié)構(gòu)當前32頁，總共67頁。

T2噬菌體是在大腸桿菌細胞內(nèi)增殖的一種病毒。它由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的DNA組成。噬菌體結(jié)構(gòu)簡圖核酸外殼蛋白當前33頁，總共67頁。Ⅰ噬菌體Ⅱ細菌Ⅲ吸附Ⅳ侵入Ⅴ復(fù)制Ⅵ組裝Ⅶ釋放噬菌體侵染細菌當前34頁，總共67頁。

噬菌體侵染宿主細胞的第一步是“吸附”，即噬菌體的尾部附著在細菌的細胞壁上，然后進行“侵入”。噬菌體的DNA巧妙地利用宿主細胞的“機器”，大量復(fù)制子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，并形成完整的噬菌體顆粒。噬菌體增加溶菌酶的釋放，用以溶解宿主細胞壁，促使細胞裂解，從而釋放出成熟的子代噬菌體。

當前35頁，總共67頁。（2）實驗過程A.用同位素標記噬菌體在分別含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌,再用這些大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體。當前36頁，總共67頁。B.用同位素標記噬菌體用同位素標記的噬菌體侵染細菌當前37頁，總共67頁。C.對被標記物質(zhì)進行放射性測試

分別用32P和35S標記的噬菌體去感染未標記的大腸桿菌細胞。

測試結(jié)果顯示:用32P標記的DNA進入細菌體內(nèi),用35S標記的蛋白質(zhì)未進入細菌體內(nèi)。當前38頁，總共67頁。親代噬菌體寄主細胞內(nèi)合成的子代噬菌體結(jié)論用32P標記DNA的噬菌體無32P標記的DNA有32P標記的DNA噬菌體內(nèi)的DNA注入到了細菌體內(nèi)用35S標記蛋白質(zhì)的噬菌體無35S標記的蛋白質(zhì)無35S標記的蛋白質(zhì)外殼噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌體內(nèi)噬菌體侵染細菌的實驗當前39頁，總共67頁。遺傳物質(zhì)是DNA,而不是蛋白質(zhì)。

為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA標記？用14C和18O同位素標記可以嗎？結(jié)論:思考當前40頁，總共67頁。DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？思考不是當前41頁，總共67頁。煙草花葉病毒是一種植物性病毒，它有一圓筒狀的蛋白質(zhì)外殼，內(nèi)有一單鏈RNA分子（即它的體內(nèi)不含DNA，只含核糖核酸RNA）。資料當前42頁，總共67頁。正常葉片感染煙草花葉病素的葉片當前43頁，總共67頁。在RNA病毒中（只含RNA和蛋白質(zhì)），RNA是遺傳物質(zhì)。煙草感染煙草花葉病毒圖當前44頁，總共67頁。結(jié)論:因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。當前45頁，總共67頁。

1.證明是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的設(shè)計思路。設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，直接地、單獨地去觀察DNA的作用。

2.證明DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)。(1)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗(2)噬菌體侵染細菌的實驗課堂小結(jié)當前46頁，總共67頁。3.通過以上的實驗和分析證明了:

絕大多數(shù)生物以DNA作為遺傳物質(zhì)(如真核生物、原核生物、病毒等），少數(shù)病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)（如煙草花葉病毒、艾滋病毒等）。所以說，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。當前47頁，總共67頁。高考鏈接（2009江蘇）下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是（）A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸B當前48頁，總共67頁。

解析：豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA，A項錯；酵母菌是真核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，主要分布在染色體上，B項正確。T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA中并不含有硫元素，C項錯；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA水解產(chǎn)生4種核糖核苷酸，D錯。當前49頁，總共67頁。（2009廣東）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌試驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是（）A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng)B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞C當前50頁，總共67頁。

解析：艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗這兩個實驗方法盡管不同，實驗設(shè)計思路上卻有共同之處----設(shè)法把蛋白質(zhì)與DNA分開，單獨地、直接地去觀察DNA的作用。故選C。當前51頁，總共67頁。（2008江蘇）某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，進行了以下4個實驗：①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠

②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠

③R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠當前52頁，總共67頁。以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是（）

A.存活，存活，存活，死亡B.存活，死亡，存活，死亡

C.死亡，死亡，存活，存活D.存活，死亡，存活，存活解析：只有活的S型細菌才能使小鼠死亡。①中，在DNA酶的作用下，S型細菌的DNA不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，不能產(chǎn)生S型菌；③④中，高溫均會使微生物死亡、酶失活，單純的S或R型菌的DNA均不會使小鼠死亡。D當前53頁，總共67頁。1.對遺傳物質(zhì)的最確切地描述是

（）A.生物體內(nèi)由單核苷酸組成的一類物質(zhì)

B.細胞內(nèi)核糖核酸和脫氧核糖核酸的總稱

C.能夠控制生物性狀遺傳的物質(zhì)

D.具有傳遞、表達和改變遺傳信息功能的物質(zhì)D課堂練習當前54頁，總共67頁。2.認為DNA是主要遺傳物質(zhì)的理由是

（）A.DNA幾乎是所有生物遺傳信息的攜帶者

B.DNA是絕大多數(shù)生物體內(nèi)含有的遺傳物質(zhì)

C.只有DNA能夠進行自我復(fù)制

D.只有DNA能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成A當前55頁，總共67頁。3.T4噬菌體侵染細菌的過程中，具有決定性作用的步驟是（）A.噬菌體DNA注入活菌細胞內(nèi)

B.借助細菌設(shè)備，噬菌體DNA多次復(fù)制

C.借助細菌設(shè)備，合成噬菌體外殼蛋白質(zhì)

D.子代噬菌體的組裝和成熟釋放B當前56頁，總共67頁。4.從肺炎雙球菌的S型活菌中提取DNA，將S型菌的DNA與R型活菌混合養(yǎng)時，R型活菌繁殖的后代中有少量S型菌體，這些S型菌體的后代均為S型菌體。這個實驗表明DNA（）A.分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定

B.能夠自我復(fù)制

C.能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成

D.能引起可遺傳的變異D

當前57頁，總共67頁。5.Leber遺傳性視神經(jīng)病是一種遺傳病，此病是由線粒體DNA基因突變所致。某女士的母親患有此病，如果該女士結(jié)婚生育，下列預(yù)測正確的是（）A.如果生男孩，孩子不會攜帶致病基因

B.如果生女孩，孩子不會攜帶致病基因

C.不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因

D.必須經(jīng)過基因檢測，才能確定C

當前58頁，總共67頁。6.噬菌體侵染細菌的實驗中,對噬菌體蛋白質(zhì)合成的正確敘述是（）A.原料、模板和酶均來自細菌B.模板和酶來自細菌,核糖體和氨基酸原料來自噬菌體C.指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA來自細菌,氨基酸來自噬菌體D.指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的DNA來自噬菌體,核糖體、酶和氨基酸原料來自細菌D當前59頁，總共67頁。7.肺炎雙球菌中的S型菌具有多糖類莢膜,R型菌則不具有。下列敘述錯誤的是

（）A.培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的多糖類物質(zhì),能產(chǎn)生一些具莢膜的細菌B.培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌DNA的完全水解產(chǎn)物,不能產(chǎn)生具莢膜的細菌C.培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的DNA,能產(chǎn)生具莢膜的細菌D.培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的蛋白質(zhì),不能產(chǎn)生具莢膜的細菌A當前60頁，總共67頁。思維拓展（1）分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性；（2）能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性；（3）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀；（4）能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。1.遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備的四項特點當前61頁，總共67頁。細胞中DNA主要分布在細胞核里，與蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體。細胞中DNA行為與染色體行為一致，但細胞核中DNA分子數(shù)目和染色體數(shù)目不一致（呈1：1或2：1比例）