粵渝冀遼蘇皖閩鄂湘津京魯瓊專(zhuān)用高中生物第3章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件新人教版必修

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第3章

基因的本質(zhì)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]

1.掌握肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論。2.掌握噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論。3.理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。[核心素養(yǎng)]

1.理性思維——分析與綜合：總結(jié)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。2.科學(xué)探究——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為

是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代，人們認(rèn)識(shí)到

的重要性，但是認(rèn)為

是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2.肺炎雙球菌類(lèi)型項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落表面_____表面____菌體有無(wú)毒性_______光滑粗糙有無(wú)3.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析結(jié)論①R型活細(xì)菌

小鼠______R型細(xì)菌無(wú)毒性加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有“

”，促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌②S型活細(xì)菌

小鼠____S型細(xì)菌有毒性③加熱殺死的S型細(xì)菌小鼠_______加熱殺死的S型細(xì)菌已失活，毒性消失R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為

細(xì)菌，且性狀可以遺傳不死亡死亡不死亡轉(zhuǎn)化因子死亡S型S型4.艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果R型菌S型菌(2)結(jié)論：

是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。DNA例1某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：①S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠②R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠④S型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)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√答案解析解析能使小鼠死亡的是活的S型細(xì)菌，而不是S型細(xì)菌的DNA。①中有活的R型細(xì)菌，無(wú)毒性，小鼠存活；②中有活的S型細(xì)菌，小鼠死亡；③中有S型細(xì)菌的DNA和無(wú)活性的R型細(xì)菌，無(wú)活性的R型細(xì)菌無(wú)法轉(zhuǎn)化成活的S型細(xì)菌，S型細(xì)菌的DNA無(wú)法使小鼠死亡；④中只有R型細(xì)菌的DNA，無(wú)法使小鼠死亡。A.①不能證明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.②說(shuō)明S型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性C.③和④說(shuō)明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.①～④說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)例2艾弗里及其同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。由表可知答案解析√實(shí)驗(yàn)組號(hào)接種菌型加入S型細(xì)菌的物質(zhì)培養(yǎng)皿長(zhǎng)菌情況①R型蛋白質(zhì)R型②R型莢膜多糖R型③R型DNAR型、S型④R型DNA(經(jīng)DNA酶處理)R型解析第①②組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌無(wú)關(guān)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；第③組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌有關(guān)，第④組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，C項(xiàng)正確；①～④只能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。易錯(cuò)易混肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)化過(guò)程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而只是小部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。(2)加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)活性。(3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，沒(méi)有證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)者：

。2.實(shí)驗(yàn)方法：

法。3.實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體(如圖所示)。赫爾希和蔡斯放射性同位素標(biāo)記DNA蛋白質(zhì)4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)標(biāo)記T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌噬菌體噬菌體(2)侵染細(xì)菌高低低高5.實(shí)驗(yàn)分析(1)T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，

進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而

留在外面。(2)子代T2噬菌體的各種性狀是通過(guò)

來(lái)遺傳的。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

才是真正的遺傳物質(zhì)。DNA蛋白質(zhì)外殼親代的DNADNA解析組成噬菌體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，而P是噬菌體DNA組成成分之一——磷酸的構(gòu)成元素，對(duì)照?qǐng)D解標(biāo)號(hào)被標(biāo)記的部分應(yīng)分別選擇①②。例3赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，下列被標(biāo)記的部分組合是A.①② B.①③ C.①④ D.③④√答案解析例4為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)(T2噬菌體專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分中

要加入32P標(biāo)記的無(wú)機(jī)鹽B.若要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組

相互對(duì)照C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分

離定律D.若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)答案解析√解析由題干信息可知，圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，則錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)無(wú)放射性標(biāo)記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應(yīng)設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組為相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律；若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，大腸桿菌裂解導(dǎo)致的，也可能是部分噬菌體的DNA未侵入大腸桿菌，經(jīng)攪拌、離心到上清液中。思維啟迪同位素標(biāo)記法在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用分析(1)用哪種標(biāo)記元素若用32P和35S，則分別標(biāo)記了DNA和蛋白質(zhì)，若用C、H、O等，則同時(shí)標(biāo)記了DNA和蛋白質(zhì)。項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)噬菌體32P35S14C、3H、18O、15N細(xì)菌31P32S12C、2H、16O、14N子代噬菌體32P(少數(shù))、31P(全部)32SC、H、O、N的兩種同位素都有(2)注意標(biāo)記對(duì)象是噬菌體還是細(xì)菌，標(biāo)記對(duì)象不同對(duì)應(yīng)結(jié)果不同三、生物的遺傳物質(zhì)1.RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)材料：煙草花葉病毒，只由

和

組成。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程蛋白質(zhì)RNA不感染病毒感染病毒RNA(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是

，不是

。RNA蛋白質(zhì)2.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是

，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是

。因此，

是主要的遺傳物質(zhì)。DNARNADNA歸納總結(jié)不同生物的遺傳物質(zhì)

細(xì)胞生物非細(xì)胞生物真核生物原核生物多數(shù)病毒少數(shù)病毒核酸種類(lèi)DNA和RNADNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNADNARNA例5

(2018·濱州高一檢測(cè))下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，由此可以判斷A.水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNAB.TMV的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入煙草細(xì)胞中C.侵入煙草細(xì)胞的RNA進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程D.RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)√答案解析解析水和苯酚的作用是將TMV的RNA與蛋白質(zhì)分離開(kāi)，A正確；能將TMV的蛋白質(zhì)接種到正常煙草花葉細(xì)胞內(nèi)，即TMV的蛋白質(zhì)能進(jìn)入煙草細(xì)胞中，B錯(cuò)誤；通過(guò)該實(shí)驗(yàn)無(wú)法判斷侵入煙草細(xì)胞的RNA是否進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)表明RNA是TMV的遺傳物質(zhì)，而不能表明RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。例6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√答案解析解析豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA；酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，少量分布在細(xì)胞質(zhì)中；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，初步水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。學(xué)習(xí)小結(jié)DNADNARNADNA達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.判斷正誤(1)格里菲思的實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)(

)(2)艾弗里證明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)(

)(3)1952年，赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體，證明T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA(

)(4)用含35S的噬菌體侵染細(xì)菌，經(jīng)離心后，可在沉淀物中發(fā)現(xiàn)大量的放射性物質(zhì)(

)(5)真核生物細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)都是DNA，原核生物細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)都是RNA(

)答案12345√×√√×2.探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程是漫長(zhǎng)的，直到20世紀(jì)初期，人們?nèi)云毡檎J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時(shí)人們作出判斷的理由不包括A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān)C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制D.蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以?xún)?chǔ)存大量遺傳信息答案√12345解析蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性較DNA差，且不能復(fù)制；其他選項(xiàng)所述的蛋白質(zhì)的特點(diǎn)，與遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特征一致。解析3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了A.基因位于染色體上B.染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體C.DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D.在不含DNA的生物體內(nèi)，RNA就是該生物的遺傳物質(zhì)√答案123454.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述，不正確的是A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析√答案12345解析具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)，病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)?？傊?，大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，即DNA是主要的遺傳物質(zhì)。5.下圖是噬菌體侵染細(xì)菌示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：答案12345解析(1)噬菌體侵染細(xì)菌的正確順序應(yīng)是__________。(2)圖中D表明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，留在細(xì)菌外的是____________，注入細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)是____________。(3)圖中E表明______________________________________________。(4)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)得出了_______是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。

BDAEC蛋白質(zhì)外殼噬菌體DNA噬菌體復(fù)制完成(產(chǎn)生性狀完全相同的噬菌體后代)DNA解析噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程可以分為五個(gè)步驟：①吸附：噬菌體用