1、主要的遺傳物質(zhì)DNA講師：齊紅新講師：齊紅新課標(biāo)解讀課標(biāo)解讀一一、闡明肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染大腸、闡明肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)的過程。桿菌實(shí)驗(yàn)的過程。知識(shí)精講知識(shí)精講通過對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律以及細(xì)胞通過對(duì)孟德爾遺傳規(guī)律以及細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到染色體在生物程的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到染色體在生物的傳種接代中具有重要作用，即的傳種接代中具有重要作用，即生物的遺傳、變異與生物的遺傳、變異與染色體染色體有關(guān)。有關(guān)。 為什么染色體能在遺傳上起作用為什么染色體能在遺傳上起作用？ 20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要是世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)

2、：染色體主要是由蛋白質(zhì)和由蛋白質(zhì)和 DNA組成。那么在這兩種物質(zhì)中，組成。那么在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？遺傳物質(zhì)必須具備的特點(diǎn)4能（指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成從而）控制生物的性狀和新陳代謝3能夠進(jìn)行自我復(fù)制，使生物前后代具有一定的連續(xù)性1具有存儲(chǔ)巨大數(shù)量信息的可能2分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定（但特殊情況下能產(chǎn)生變異）思考思考:你們認(rèn)為你們認(rèn)為DNA是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)呢？是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)呢？思考思考:你們認(rèn)為在證明你們認(rèn)為在證明DNA是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？設(shè)計(jì)思路是什

3、么？19世紀(jì)末證明酵母菌細(xì)胞提取液能使糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，第一次提出酶的名稱，酶是生物催化劑。 20世紀(jì)2040年代證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 隨后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)生命的許多基本現(xiàn)象都與酶和蛋白質(zhì)相聯(lián)系。在此期間對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)也有較大的進(jìn)步。 1902年證明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是多肽； 40年代末，分析肽鏈N端氨基酸； 氨基酸 多肽 蛋白質(zhì)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)雖然1868年就發(fā)現(xiàn)了核素，但是在此后的半個(gè)多世紀(jì)中并未引起重視。 20世紀(jì)2030年代已確認(rèn)自然界有DNA和RNA兩類核酸，并闡明了核苷酸的組成。 由于當(dāng)時(shí)對(duì)核苷酸和堿基的定量 對(duì)蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)20世紀(jì)20年代：認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)艾

4、弗里赫爾希格里菲思向蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的學(xué)者是誰(shuí)呢？步驟方 法現(xiàn) 象結(jié) 論12345R菌無(wú)毒性S菌能使小白鼠致病，有毒加熱殺死的S菌不使小白鼠致死這說明什么問題呢？提取4實(shí)驗(yàn)死鼠發(fā)現(xiàn)S活菌死亡的S菌能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌格里菲思推論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有轉(zhuǎn)化因子(某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì))。這種“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么物質(zhì)呢？如何進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究呢？（b）艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）S型活細(xì)菌分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)DNA蛋白質(zhì)或多糖等DNADNA酶S型、R型R型R型實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是轉(zhuǎn)化因子，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。也就是說DNA是遺傳物質(zhì)

5、，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：相互對(duì)照。相互對(duì)照時(shí)每組均既是實(shí)驗(yàn)組又是對(duì)照組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結(jié)論必須由幾組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出。思考：艾弗里及其同事在證明DNA還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，最關(guān)鍵的的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么呢？設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)、直接、分別地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)更具說服力的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒（無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)），頭、尾的外部都有由蛋白質(zhì)組成的外殼，頭的內(nèi)部含有DNA。T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會(huì)在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用

6、大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成份，進(jìn)行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。大腸桿菌死亡。圖 3-6 T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記法 標(biāo)記該物質(zhì)特有的元素（1）放射性同位素35S和 32P分別用于標(biāo)記噬菌體的何種成分？蛋白質(zhì)：C、H、O、N、SDNA：C、H、O、N 、P （標(biāo)記35S ）（標(biāo)記32P）（2）標(biāo)記噬菌體方法：實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果：親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體實(shí)驗(yàn)結(jié)論第一組實(shí)驗(yàn)第二組實(shí)驗(yàn)35 S標(biāo)記蛋白質(zhì)32 P標(biāo)記DNA 無(wú)無(wú)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)標(biāo)記蛋白質(zhì)無(wú)32P標(biāo)記DNA外殼蛋白質(zhì)無(wú)外殼蛋白質(zhì)無(wú)35SDNA有32P標(biāo)記DNA具

7、有連續(xù)具有連續(xù)性，是遺傳物性，是遺傳物質(zhì)。質(zhì)。赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)表明：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。討論討論2：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含有的物質(zhì)少，分析起來(lái)簡(jiǎn)便、快捷，容易得出結(jié)論。（2）繁殖快。細(xì)菌2030 min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？RNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)感染感染不感染不感染結(jié)論：RNA也是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。有些病毒（如煙草花葉病毒），不含有DNA, 只含有RNA。 在這種

8、情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。 結(jié)論：結(jié)論：DNA是主要的遺傳物質(zhì)走出誤區(qū)走出誤區(qū)在加熱殺死的S型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，但不要認(rèn)為DNA也變性失活。DNA具有熱穩(wěn)定性，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。誤區(qū)一：認(rèn)為加熱不僅讓“蛋白質(zhì)”變性也會(huì)導(dǎo)致“DNA”變性失活提醒1：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。典例剖析典例剖析人類對(duì)遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程，下列有關(guān)敘述正確的是（）例1（江蘇高考）B【解析】遺傳因子只是孟德爾通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推理出的理論產(chǎn)物，孟德爾并未證實(shí)遺傳因子的化學(xué)本質(zhì)，A錯(cuò)；例2（

9、廣東高考）艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知（ ）C 【解析】如果蛋白質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子，則中培養(yǎng)皿應(yīng)該長(zhǎng)有S型菌，所以能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是（）A分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體例3（江蘇高考）C【解析】噬菌體屬于病毒，為分子生物，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)無(wú)蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)和產(chǎn)能系統(tǒng)，因此只能宿主活細(xì)胞中生存并繁殖，不可以直接培養(yǎng)在培養(yǎng)基中，A明顯錯(cuò)誤。課堂小結(jié)課堂小結(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)設(shè)計(jì)思路DNARNA肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)胞實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒侵染煙草實(shí)驗(yàn)DNA是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)等物質(zhì)不是RNA是