3.1 DNA是主要的遗传物质（第2课时）-【堂堂清】2024-2025学年高一生物下学期同步精品课件（2019人教版必修2）

3.1.2 DNA是主要的遗传物质 本节聚焦： 1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ 2.为什么说DNA是主要的遗传物质？ 3.通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？ 1 问题探讨 但是，由于艾弗里实验中无法 真正提取出纯DNA来进一步验证 遗传物质就是DNA。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开， 单独去观察它们的作用呢？ 思考 资料链接：T2噬菌体（书本P45第一段） T2噬菌体是一种专门寄生在 体内的病毒。 头部和尾部的外壳都是由 构成的，头部含有 。 大肠杆菌 蛋白质 DNA [相关信息]在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。 对于这两种物质的分析表明：仅蛋白质分子中含有硫。 磷几乎都存在于DNA分子中。 T2噬菌体蛋白质的组成元素有？ T2噬菌体DNA的组成元素有？ 思考 C、H、O、N、S等 C、H、O、N、P 资料链接：噬菌体（书本P45第一段） 噬菌体侵染大肠杆菌的过程： T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身 的作用下， 利用大肠杆菌体内的物质来合成 ，进行大量增殖。 当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌 ， 出大量的噬菌体。 遗传物质 自身的组成成分 裂解 释放 资料链接：噬菌体（书本P45第一段） 合成T2噬菌体的DNA的原料是？ 合成T2噬菌体的蛋白质的原料和场所是？ 思考 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸； 大肠杆菌提供的氨基酸； 大肠杆菌的核糖体。 资料链接：噬菌体（书本P45第一段） DNA组成元素：C、H、O、N、P 蛋白质组成元素：C、H、O、N、S等 噬菌体侵染细菌的实验 03 该实验的设计思路是什么？ 思考 利用放射性同位素标记技术将DNA和蛋白质分开标记， 观察是哪个成分进入大肠杆菌. 用35S标记的T2噬菌体的蛋白质 用32P标记的T2噬菌体的DNA 注：常见同位素分类 ①14C、32P、3H、35S有放射性； ②15N、18O无放射性。 P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。 噬菌体侵染细菌的实验 03 ①35S标记蛋白质 ②32P标记DNA 噬菌体侵染细菌的实验 03 不能，因为T2噬菌体没有细胞结构，必须依赖活细胞生存。 能不能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？ 思考 ②大肠杆菌+含32P的培养基→含 的大肠杆菌 第一步：标记大肠杆菌 ①大肠杆菌+含35S的培养基→含 的大肠杆菌 ①T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含 的噬菌体 ②T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含 的噬菌体 第二步：标记T2噬菌体 35S 32P 35S 32P 噬菌体侵染细菌的实验 03 第三步：用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 ①含35S的噬菌体+大肠杆菌 ②含32P的噬菌体+大肠杆菌 搅拌后离心 上清液放射性很 . 沉淀物放射性很 . 搅拌后离心 上清液放射性很 . 沉淀物放射性很 . 高 低 低 高 噬菌体侵染细菌的实验 03 标记元素 追踪物质 放射性分布 结果分析 35S 蛋白质 主要分布在上清液 噬菌体的蛋白质外壳未进入 大肠杆菌，没遗传给子代 【实验结果分析】 噬菌体侵染细菌的实验 03 【实验结果分析】 标记元素 追踪物质 放射性分布 结果分析 32P DNA 主要分布在沉淀物 噬菌体的DNA进入大肠杆菌， 并遗传给子代 噬菌体侵染细菌的实验 03 标记元素 追踪物质 放射性分布 结果分析 35S 32P 蛋白质 DNA 主要分布在上清液 主要分布在沉淀物 噬菌体的蛋白质外壳未进入 大肠杆菌，没遗传给子代 噬菌体的DNA进入大肠杆菌， 并遗传给子代 【实验结果分析】 【实验结论】 噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 仍然留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 遗传的。 才是噬菌体的遗传物质。 DNA 蛋白质外壳 DNA DNA 注：该实验不能有效证明 蛋白质不是遗传物质。 核心探讨1：放射性同位素标记技术 03 本实验采用的是放射性同位素标记技术， 为什么用32P和35S进行标记？ 思考 P是噬菌体DNA特有的元素， S是噬菌体蛋白质特有的元素， 用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质， 可以单独地观察它们各自的作用。 核心探讨1：放射性同位素标记技术 03 能否用14C和3H标记噬菌体？ 思考 不能。 能否用32P和35S同时标记噬菌体？ 思考 不能。 因为DNA和蛋白质都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。 因为若用32P和35S同时标记噬菌体， 则上清液和沉淀物中均会具有放射性， 无法判断噬菌体遗传物质的成分。 注：明确实验思路是 将DNA和蛋白质区分开， 单独观察它们各自的作用。 核心探讨2：实验的关键环节 03 ①用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要 ，然后 。 ②搅拌的目的是 。 ③离心的目的是 . 。 搅拌、离心 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒， 而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 短时间保温 核心探讨2：实验的关键环节 03 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时， 发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？ 思考 搅拌不充分。 35S标记蛋白质→ 上清液放射性高 有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面， 随细菌离心到沉淀物中。 核心探讨2：实验的关键环节 03 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时， 发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？ 思考 ①保温时间过短。 ②保温时间过长。 32P标记DNA→ 沉淀物放射性高 部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内， 经离心后分布于上清液中。 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代， 经离心后分布于上清液中。 核心探讨3：判断使用不同元素标记后子代放射性的有无 03 一看标记生物 细菌→提供模板， 放射性； 噬菌体→ 32P→标记 ， 放射性； 35S→标记 ， 放射性； 14C、3H→标记 ， 放射性； 二看标记元素 子代中都含有 DNA 部分子代中含有 子代中不含有 部分子代中含有 蛋白质 DNA和蛋白质 对点练习（大本P56） 1.如图甲是加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是(　　) D 对点练习（大本P56） A.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化而来的 B.若用S型细菌DNA与R型活细菌进行体外转化,两种细菌数量变化与图甲相似 后期出现的大量S型细菌是由R型细细菌转化并增殖(主要)而来的，×； 若用S型细菌DNA与R型活菌进行体外转化,由于没有免疫系统清除细菌, 且转化效率低,则主要是R型细菌，×； 小鼠体内 免疫系统清除R型菌。 S型细菌大量增殖，导致小鼠患病， 免疫功能降低。 对点练习（大本P56） C.图乙离心后的试管中沉淀物放射性很低, 上清液中放射性很高, 说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质 D.图乙若用32P标记亲代噬菌体, 则子代噬菌体中只有少部分 具有放射性 32P标记的是噬菌体的遗传物质DNA,DNA会进入细菌,由于DNA分子的半保留复制,所以用32P标记亲代噬菌体,子代噬菌体中只有少部分具有放射性，√； 在上清液中 不能证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质，×； 注：只有当蛋白质不能指导合成新的噬菌体时才能证明。 对点练习（大本P56） 2.如果用15N、32P、35S标记噬菌体, 让其侵染未标记的细菌,在产生的 子代噬菌体的结构中,能检测到的是(　　) A.可在外壳中检测到15N和32P B.可在DNA中检测到15N和32P C.可在外壳中检测到15N D.可在DNA中检测到15N、32P、35S B ①15N可标记亲代噬菌体的DNA和蛋白质； ②32P可标记亲代噬菌体的DNA； ③35S可标记亲代噬菌体的蛋白质； 合成蛋白质的原料来源大肠杆菌, 所以，不能在外壳中检测到15N，AC×； 合成DNA的模板来自噬菌体, 原料来自大肠杆菌, 所以，可在DNA中检测到15N和32P，B√D×； 问题探讨：DNA是遗传物质的证据 DNA是唯一的遗传物质吗？ 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 （3） 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 （1） 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 （2） 烟草花叶病毒侵染实验 04 烟草花叶病毒的示意图 和电镜照片 烟草正常叶 烟草病叶 烟草花叶病毒(TMV)是由 组成的， 在感染烟草时，会出现致病斑。 RNA和蛋白质 烟草花叶病毒侵染实验 04 【实验过程】 【实验结论】 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。 DNA是主要的遗传物质 05 生物类型 核酸种类 遗传物质 实例 有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA 动物、植物、真菌 原核生物 蓝藻、乳酸菌等 无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA T2噬菌体 RNA病毒 RNA 新冠病毒、HIV、SARS、 烟草花叶病毒、流感病毒 DNA DNA RNA 大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。 所以说， 。 DNA RNA DNA是主要的遗传物质 核心探讨：遗传物质的探索思路 05 (1)探究思路：探究哪种物质是遗传物质， 。 (2)三种方法： 设法将物质分开，单独看其作用 减法 放射性 同位素 标记技术 特定碱基 T U 特有元素 对点练习 1.下列关于艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的叙述,错误的是(　　) A.该实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的 B.肺炎链球菌体外转化的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA重组 C.在加热致死的S型细菌的细胞提取物中加入酯酶, 与R型细菌混合后培养能得到S型细菌 D.该体外转化实验证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA D 肺炎链球菌的遗传物质是DNA，×； 注：DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说的，而某种生物的遗传物质是唯一的。 A.这两种病毒和叶肉细胞在结构上的根本差异是病毒没有核膜包被的细胞核 B.这两种病毒的遗传物质都是RNA,但是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同 C.重组病毒E侵染叶片F后,叶片F表现出与叶片C一样的症状,说明蛋白质决定性状 D.重组病毒E子代的特性由HRV的RNA决定,叶片F的患病症状与叶片D的相同 对点练习 2.烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)是两种RNA病毒,结构如图A、B所示,侵染叶片后的症状如图C、D所示。图中E进行的是两种病毒的重组。下列对叶片F的预测及相关叙述正确的是(　　) 病毒无细胞结构，×； D 核糖核苷酸，×； RNA决定性状，叶片F的患病症状应与叶片D的相同,C×，D√； 拓展创新练 3.猪流感病毒的易感人群年龄在25岁至45岁之间。某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现,常见的流感病毒都是RNA病毒,同时提出疑问:猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA?下面是兴趣小组探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤,请将其补充完整。 (1)实验原理： 。  材料用具： 显微注射器,猪流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞, DNA水解酶和RNA水解酶等。 酶具有专一性 拓展创新练 (2)实验步骤: 第一步:把猪流感病毒核酸提取液分成等量的A、B、C三组, . 。  第二步:取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把A、B、C三组处理 过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。 第三步:将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间, 然后从培养好的猪胚胎干细胞中提取样品,检测是否有猪流感病毒产生。 (3)请预测结果及结论: ① 。  ② 。  ③若A、B、C三组都出现猪流感病毒,则猪流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。 分别用等量的 相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组,C组不进行处理 若A、C两组出现猪流感病毒,B组没有出现,则猪流感病毒的遗传物质是RNA 若B、C两组出现猪流感病毒,A组没有出现,则猪流感病毒的遗传物质是DNA $$