探索遗传物质的过程(二)
探索遗传物质
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒侵染烟草实验
结论：RNA是遗传物质
最后结论：DNA——主要的遗传物质
小结：
1、一切生物的遗传物质是核酸 2、细胞内既有DNA，又有RNA的生物，遗传物质是
DNA 3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、 HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质
6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外 壳是( A ) A在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的 B在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的 C在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的 D在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
【解析】 当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA，子 代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下，用细菌的氨基酸和 脱氧核苷酸合成的。 【答案】 A
【答案】(1)32P、31P
(2)35S
(3)DNA是遗传物质
谢谢!
请多多指教!
A．R型肺炎双球菌 B．加热杀死后的R型肺炎双球菌 C．加热杀死后的S型肺炎双球菌 D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
4、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后 ，含32P的应是( A ) A、子代噬菌体DNA B、子代噬菌体蛋白质外壳 C、子代噬菌体所有部分 D、子代噬菌体不含32P 5、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体 后，3H应( B ) A、随细菌的解体而消失 B、发现于噬菌体外壳和DNA中 C、仅发现于噬菌体的DNA中 D、仅发现于噬菌体的外壳中
噬菌体侵染细菌的实验表明:
结论：连接亲代噬菌体和子代噬菌体DNA
因此DNA才是真正的遗传物质。
DNA是唯一的遗传物质吗？
人类探索遗传物质的历程
首次把遗传现象缩 小到细胞范围，推 动了遗传学的发展。
二 寻找遗传物质
1188556年—1865年 孟德尔 决定和传递形状的
遗传学的奠基人
是遗传因子
遗传因子的分离规 律和自由组合规律
1903年 萨顿 孟19德09尔年 (约18翰22逊-1884)
遗传的染色体学说
染色体是联系亲代和子 代的桥梁，染色体携带 遗传因子从亲代传给子 代。
体外转化实验（详见课本P21） • 1952年，美国 赫尔希和蔡思 噬菌体侵染
细菌试验（详见课本P21—22） 结论：携带遗传信息的物质不是蛋白质而是
DNA。 蛋白质是前台“演员”，DNA是后台“总导
演”。
三 从分子水平上研究遗传物质
• 1957年，富兰克林∙科瑞特 烟草花叶病毒的 拆合实验 结论：没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。
霍拉破解了遗传密码 ,发现基因中的遗传信息是 以 密码形式 形式存在的。(详见课本P39)
四 遗传信息理论的兴起
• 遗传密码具有通用性 ，无论什么生物，几乎 所有生物共用一套密码。
• 遗传信息是指DNA中 4种核苷酸碱基 的排列 顺序。
• DNA 中贮存遗传信息。DNA决定蛋白质，蛋 白质表现出性状。DNA 可以遗传。
♣ 绝大多数生物体的遗传物质是DNA。
四 遗传信息理论的兴起
• 1953年，沃森和克里克通过对DNA的化学组成 和射线晶体学资料分析，成功提出DNA双螺旋结构 模型。（详见课本P25）
• DNA是 两条右旋反向的链盘绕而成，像螺旋形的梯 子，遗传信息就贮存在“梯子”的横档上 。
• 20世纪50年代，物理学家加莫夫提出了三说联体密码学 • 20世纪60年代，美国生化学家尼伦伯格和
《探索遗传物质的过程》教学设计
第一节探索遗传物质的过程一、教学目标1.知识目标：（1）掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理。
（2）从实验中得出的结论（DNA是遗传物质）。
（3）尝试提取DNA。
2.能力目标：通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
3.情感、态度和价值观目标：（1）概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
（2）通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。
二、教学重点难点重点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
（3）DNA的粗提取。
难点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）DNA的粗提取。
三、教学方法1.利用多媒体以动画形式表现探索DNA是主要遗传物质的全过程，化解教学难点，让学生体验科学研究的思路和方法。
2.结合相应挂图及板书，引导学生分析实验结果，得出结论：只有DNA具有转化作用。
3.阐明T2噬菌体的结构特点、寄生方式，以及同位素示踪技术同时，结合课件进行比较分析，进而确认DNA是遗传物质。
4.以讲述法、谈话法为线索，引导学生自学教材，归纳知识，形成知识体系。
四、课前准备1.学生的学习准备：（1）通过指导学生通读教材，体会“设疑导入→问题引导呈现探究过程→讨论实验结果→归纳总结→反馈运用”的学习程序，从而达到落实教学目标的目的；（2）通过解题过程的辅导，培养学生的科学思维方法和解决问题的能力。
2.教师的教学准备：（1）根据教学内容设计疑问，引导学生层层递进，让学生“重走探索之路”。
（2）收集新颖素材，设计课件内容，形象直观地介绍实验操作步骤，激起学生对本节内容学习的热情与欲望。
五、课时安排：2课时。
六、教学过程第一课时（一）预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师：有趣的生物遗传现象：“种瓜得瓜，种豆得豆”；“龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”。
探索遗传物质的过程
• 时间：1953年 • 科学家：沃森和克里克 • 结论：DNA的双螺旋结 构 • 内容：DNA是由2条右 旋但反向的链盘绕而成 ，像一个螺旋形梯子， 生命的遗传信息就贮存 在“梯子”的横档上。
通过前面对细胞的有丝分裂、减数分 裂和受精作用过程的学习，我们可以认 识到染色体在生物的遗传中具有重要的 作用。
二、 1944年艾弗里的实验 1、S型细菌的化学组成：
DNA、蛋白质、多糖等物质。
生物必修2
2、实验过程：
S型菌蛋白质 S型菌多糖
S型菌DNA
S型菌DNA + DNA酶
生物必修2
资料：艾弗里实验的缺陷 艾弗里的试验引起了人们的注意， 但是，并不是所有的人都信服这一结 果。 因为，艾弗里的试验中提取的DNA 的纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。
4
5
高温灭活：S菌 小白鼠 +R菌 死亡
发现S活 死亡的S菌能使R菌转化 提取4实验死鼠 菌 为S菌
• 为什么是R型被转化，而不是加热杀死的 S型复活呢？
• 蛋白质具有一定的空间结构才具有生理活性，加热 会破坏蛋白质的空间结构（变性），且该过程不可 逆。所以加热后蛋白质变性失活，不可能再恢复其 功能（例如高温下酶失活）。而蛋白质是生命活动 的承担者，蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢 复，也就是说热杀死的S型是不可能复活的。
生物必修2
五、小结
细胞生物 （真核、原核） 核酸 遗传物质 非细胞生物 （病毒）
DNA和RNA DNA
DNA DNA
RNA RNA
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA， 所以DNA是主要的遗传物质。
生物必修2
反馈练习 1. 注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的 是（ D） A．R型肺炎双球菌 B．加热杀死后的R型肺炎双球菌 C．加热杀死后的S型肺炎双球菌 D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型 肺炎双球菌
高三生物- 遗传的分子基础讲解
3．基因表达过程中重要的数量关系
基因中的碱基数∶mRNA中的碱基数∶氨基酸数＝ 6∶3∶1 。
问题1： mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍吗？
问题2： 基因或DNA上的碱基数目是对应的蛋白质中氨基
酸数目的6倍吗？
4．真核生物与原核生物基因表达过程的不同 (1)原核生物：转录和翻译 同时进行，发生在细胞 质中。 (2)真核生物：先 转录 ，主要发生在细胞核中； 后__翻__译___，发生在 细胞质 中。
四.基因的表达
1.辨析遗传信息、密码子、反密码子
(1)遗传信息：基因中 碱基 的排列顺序。 (2)密码子： mRNA 中3个相邻碱基。 (3)反密码子： tRNA 一端与密码子互补配对的3个 碱基。
问题： 一个tRNA只含有3个碱基吗？ tRNA中有氢键吗？
2.密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系 密码子共64种，3种为终止密码子，不决定氨基酸。
4.同位素技术的应用 例1 若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体
侵染，裂解后释放的噬菌体中( A )
A．一定有35S，可能有32P B．只有35S C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
考点二 遗传信息的传递与表达
本考点多结合新信息、新情境或相关图解考查遗传 分子的基本概念、内涵及各种遗传信息的流动过程。
专题9 遗传的分子基础
结 构 与 功 能 观
考纲要求 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ) 4.DNA分子的复制(Ⅱ) 5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 6.基因与性状的关系(Ⅱ)
考点一 探索遗传物质的经典实验 考点二 遗传信息的传递与表达
问题1： 若离心时间过短或转速过慢， 对这两组实验中
步步高2015高考生物二轮课件：专题4.1遗传的分子基础
命题视角
解析
A 项，无论 DNA 分子的一条单链中 (A＋ C)/(T
＋ G) 的值为多少，整个 DNA 分子中 (A ＋ C)/(T ＋ G) 都
等于1。
B项，由于双链 DNA分子中A与T配对、G与C配对， 故一条单链中 (A＋ C)/(T＋G)的值与其互补链中的 (A ＋C)/(T＋G)的值互为倒数。 C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对， 故一条单链中(A＋T)/(G＋C)的值与整个DNA分子中(A ＋T)/(G＋C)的值相等。 D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对， 故一条单链中 (A＋ T)/(G ＋ C) 的值与其互补链中 (A ＋ T)/(G＋C)的值相等。 答案 C
2.DNA复制的方式、特点及影响因素
(1)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，
都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。
(2)过程特点：边解旋边复制。
(3)影响DNA复制的外界条件
错混诊断
1.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA的复制
(2014· 新课标Ⅱ，5B)( √ ) 2.双链 DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键 连接的(2014· 新课标Ⅱ，5C)( × ) 3. 磷酸与脱氧核糖交替连接构成 DNA 链的基本骨架 (2009· 广东，24D)( √ )
遗传 物质
细胞生物 (原核、真 核生物)
DNA 2种 RNA
8种：四种核 糖核苷酸；四 种脱氧核苷酸
5种：A、T、 均为
C 、 G、 U
DNA
DNA 1种，为
病毒 病毒 RNA 1种，为 病毒 RNA DNA
4种脱氧 4种：A、T、
核苷酸 C、G 4种核糖 4种：A、U、 核苷酸 C、G
DNA是主要的遗传物质知识体系和易错归纳
一、 DNA是主要的遗传物质考纲细化1.人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）（1）说明肺炎双球菌的（体内、体外）转化实验过程和结论（2）说明体内转化实验中S型、R型细菌数量的变化情况及变异类型（3）说明加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但其内的DNA为什么还能保持活性（4）分析噬菌体侵染细菌的实验过程、结论及误差原因（5）说出RNA是遗传物质的实验证据（6）总结不同生物的遗传物质二、串联导思三、易混易错1.加热杀死的S型细菌,其蛋白质结构被破坏。
DNA在加热过程中,双螺旋解开、氢键被打断,但缓慢冷却时,其结构可以得到恢复。
2.转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组,使受体细胞获得了新的遗传信息。
因此,转化作用可以看成广义上的基因重组。
3.并非所有的R型细菌都能被转化,只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。
转化效率与DNA纯度有关,纯度越高转化效率越高。
4.培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒必须寄生在活细胞内,所以应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。
5.因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S,所以用35S标记蛋白质;噬菌体DNA含有蛋白质没有的元素P,所以用32P标记DNA;因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素,所以噬菌体侵染细菌实验不能标记C、H、O、N元素。
6.因检测放射性时只能检测到部位,不能确定是何种元素的放射性,所以35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上,应对两组分别标记。
7.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
四、方法技巧1.“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题五、要语强记1．格里菲思肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”；艾弗里肺炎双球菌体外转化实验证明该转化因子不是蛋白质，也不是荚膜多糖而是DNA。
2．在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。
赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术，通过35S和32P分别标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验，证明了噬菌体中在前后代具有连续性的物质为DNA。
苏教必修2 探索遗传物质的过程 教案 (2) (1)
第二课时DNA是主要的遗传物质(二)导入新课师:艾弗里的实验说明遗传物质是DNA，但仍有科学家对此表示怀疑，认为细菌转化的原因是DNA提取物中还存在很少量的蛋白质。
那么，科学家将如何继续探寻遗传物质的本质呢？推进新课师:指导学生阅读“噬菌体实验”。
探究题目：为什么说噬菌体实验更有说服力？板书：1．噬菌体的结构课件展示：教师:打开多媒体课件，结合交互式画面讲解，分别以噬菌体与流感病毒为例，利用多媒体技术中鼠标指向交互区域时，物体表面出现闪烁并结合文字解释的效果，帮助学生理解病毒的一般结构与特殊结构。
板书：2．噬菌体增殖的过程课件展示：对于病毒的增殖过程，采用多媒体交互式动画，以噬菌体侵染细菌为例，动态展示病毒的增殖过程：吸附→注入核酸→噬菌体DNA复制和蛋白质的合成→装配→释放。
师:(1)病毒按照宿主细胞的不同可以分为动物病毒、植物病毒与噬菌体(细菌病毒)。
(2)噬菌体是一种细菌病毒。
(3)噬菌体的结构为核衣壳结构，即蛋白质外壳与核酸构成；化学成分均比较简单，由两种物质组成，即蛋白质和DNA。
(4)病毒由于其缺乏与能量代谢有关的酶系统，因此是严格的细胞内寄生生物。
(5)噬菌体的繁殖方式比较特殊，其繁殖方式为增殖，且必须发生于宿主细胞内。
(6)当噬菌体侵染宿主细胞时，其蛋白质外壳并不进入宿主细胞；进入宿主细胞的是噬菌体的DNA。
学生活动：观察、倾听上述信息，结合阅读文本P50，思考“为什么说噬菌体实验更有说服力？”。
师:本实验材料有什么特殊性？生实验材料的特殊性在于噬菌体由两种物质组成，即蛋白质和DNA。
师:为何本实验在方法上具有可靠性？生:蛋白质含S(蛋白质中含有少量的P，占总量的1%，对实验的影响很小，可以不予考虑)，DNA含P，可以用放射性同位素标记。
师:本实验中，是如何对噬菌体进行放射性同位素标记的？这个实验是由谁完成的？生:1952年赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S标记T2噬菌体的蛋白质和用32P标记T2噬菌体的DNA，并用标记的噬菌体侵染细菌。
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2014~2015南京市临江高级中学高一生物导学案 编制: 黄利萍 审核： 包课领导： 使用时间：2015-4-30
第四章 第一节 探索遗传物质的过程(二) NO.12
班级: _________小组: _________ 姓名: __________ 评价: __________
【学习目标】
1．熟练掌握“DNA 是遗传物质”的实验证据，提升对三个实验的分析能力。
2．小组合作，大胆质疑，在探究生物遗传物质的过程中，学会对比分析的方法。
3．激情投入，探索遗传奥秘，享受学习快乐。
使用说明及学法指导：
先通读教材，划出重点（黑体字）。
在分析肺炎双球菌转化实验，噬菌体侵染细菌实验，烟草花叶病毒遗传物质的基础上，明确DNA 是主要遗传物质的实验证据，然后再完成学案，不明白的问题标记出来，再翻阅课本，解决问题。
【预习案】
一、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
1、实验设计思路：设法将 和 等彻底分开，直接地、单独地去观察DNA 和蛋白质等的作用。
2、实验材料：T2噬菌体
（1）结构： （没有、有）细胞结构，只有DNA 和蛋白质外壳。
（2）生活习性：专门寄生在大肠杆菌体内。
3、实验方法： （对噬菌体进行标记） 标记噬菌体的蛋白质， 标记噬菌体的DNA 。
4、噬菌体侵染细菌的步骤：吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。
噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料——氨基酸全部来自 ，场所——核糖体来自 。
而组成子代噬菌体的DNA 既有来自侵入细菌的 的，也有利用 体内的原料——脱氧核苷酸新合成的
5、实验过程：
（1）标记大肠杆菌：大肠杆菌 + 含 的培养基 含35S
的大肠杆菌
大肠杆菌 + 含 的培养基 含32P 的大肠杆菌
（2）标记噬菌体： 噬菌体 + 含 的大肠杆菌 含35S 的 的噬菌体
噬菌体 + 含 的大肠杆菌 含32P 的 的噬菌体
（3）噬菌体侵染细菌： 混合培养
①含35S 的噬菌体 + 大肠杆菌 搅拌、离心
②含 32P 的噬菌体 + 大肠杆菌 搅拌、离心
6、实验结果：
用35S 标记噬菌体： ①上清液放射性
②沉淀物放射性
③新形成的噬菌体（未检测、检测）到放射性
用32P标记噬菌体：①上清液放射性
②沉淀物放射性
③新形成的噬菌体（未检测、检测）放射性
7、结果分析：
（1）噬菌体侵染细菌时，进入到细菌细胞中，而留在外面。
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代来遗传的。
8、实验结论：在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是，即是遗传物质。
二、烟草花叶病毒感染烟草实验
1、化学成分：和。
2、过程：从烟草花叶病毒中提取出来的，不能使烟草感染；从该病毒中提取出来的，却能使烟草感染病毒。
3、结论：在这些病毒中，是遗传物质。
【我的疑问】(发现问题比解决问题更重要):
【探究案】
探究点一：噬菌体侵染细菌的实验
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具说服力的实验。
请认真阅读P62内容，回答以下问题：
1．如何标记噬菌体？
2．最终实验中沉淀物和上清液中的物质分别是什么？
3．如果分别用35S、32P标记噬菌体，离心后会出现什么实验现象？
探究点二：你对“DNA是主要的遗传物质”是怎样理解的？尝试总结各种生物的遗传物质。
能力提升
1.（）用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化成S型细菌，这种酶是
A. 蛋白酶
B. 分解多糖荚膜的酶
C. DNA酶
D. 纤维素酶
2.（）在艾弗里的实验中，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，在培养基上观察到的菌落是
A．只有表面光滑的菌落 C．既有表面光滑的菌落，又有表面粗糙的菌落
B．只有表面粗糙的菌落 D．既无表面光滑的菌落，又无表面
- 2 -。