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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質 【學習目標：】 1．知道肺炎雙球菌轉化實驗和“同位素標記法”是研究噬菌體侵染細菌所采用的方法，也是目前自然科學研究的主要方法。 2．分析證明DNA是主要的遺傳物質的實驗思路。 3．用“同位素標記法”來研究噬菌體侵染細菌的實驗。 【學習重點】 1．肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程 2．噬菌體侵染細菌的實驗原理和過程 【學習難點】 1．肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程 【學習流程】 【自主先學】 活動一：對遺傳物質的早期推測 染色體在遺傳上有重要的作用，染色體主要由哪兩種物質組成呢？ 和 ，在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？ 活動二：肺炎雙球菌的轉化實驗 （一）體內轉化實驗（1928年，英國，格里菲思） 1. 實驗材料：肺炎雙球菌，小鼠 菌落（光滑、粗糙） 有無莢膜 有無毒性 S型細菌 R型細菌 2. 實驗過程： ①無毒性的R型活細菌注射到鼠體內，現象是 。 ②有毒性的S型活細菌注射到鼠體內，現象是 。 ③加熱殺死的S型細菌注射到鼠體內，現象是 。 ④無毒性的R型活細菌與加熱殺死的S細菌混合后注射到小鼠體內，現象是 。 3.思考與討論： （1）對比分析第一、二組說明什么？ ___________________________________________________________________。 （2）在第三組中被加熱殺死的S型細菌還有沒有毒性？_______________________。 （3）對比分析第二、三組說明什么？ ___________________________________________________________________。 （4）在第四組中是誰導致小鼠死亡? __________________________________。 （5）第四組小鼠體內能分離出S型活細菌，它是開始注射進去的，還是混合后重新出現的？ ___________________________________。 （6）對比分析第三、四組又說明什么？ _________________________________________________________________________。 （7）實驗先進行第一、二組，與第三、四組相比，起________作用。 （8）該實驗能否證明DNA是遺傳物質？該實驗的結論是什么？ _______________________________________________________________________。 【組內研學】 （二）體外轉化實驗（1944年，美國，艾弗里） 在肺炎雙球菌中有蛋白質、DNA、莢膜多糖等物質，你可以和其他同學共同討論尋找有效的方法，來證明哪一種成分是轉化因子。 ①實驗思路：________________________________________________________。 ②實驗結果：________________________________________________________。 ③實驗結論：　　　　是使R型細菌產生穩(wěn)定的遺傳變化的物質，也就是說，　　　　　是遺傳物質。 【交流促學】 活動三：噬菌體侵染細菌的實驗（1952年，赫爾希和蔡斯） 1. T2噬菌體的介紹：噬菌體是一種寄生在細菌體內的病毒，它的外殼是蛋白質，頭部內含有DNA，它侵染細菌后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用細菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量的增殖。 2. 實驗方法：___________________________________________。 3. 實驗過程： ①用放射性同位素35S和32P分別標記噬菌體； ②被標記的噬菌體分別侵染細菌； ③當噬菌體在細菌體內大量增殖時，對被標記物質進行放射性測試。 4.思考與討論： ①噬菌體有DNA和蛋白質兩種組分，用35S和32P分別標記噬菌體的哪一種組分？用14C和18O等同位素可行嗎，為什么？ __________________________________________________________________________。 ②實驗過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？__________________________________________________________________________。 ③離心后沉淀物與上清液各有什么成分？ ___________________________________________________________________________。 ④結果 親代噬菌體 寄主細胞內（沉淀物中） 上清液中 子代噬菌體 實驗結論 32P標記DNA 35S標記蛋白質 由實驗結果可知，噬菌體在細菌內的增殖是在 的作用下完成的。 活動四：煙草花葉病毒感染煙草實例 有一些病毒是由蛋白質和RNA組成的，根本就沒有DNA，它們的遺傳物質是什么呢？有科學家用煙草花葉病毒做了病毒的重新構建和侵染的實驗，實驗過程如下圖所示： （1）上述實驗說明了煙草花葉病毒的遺傳物質是什么？ （2）總結生物的遺傳物質分別是什么？ 【反饋評學】 1．格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了（ ） A．DNA是遺傳物質 B．RNA是遺傳物質 C．蛋白質不是遺傳物質 D．加熱殺死的S型菌中含有“轉化因子” 2．艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法是（ ） A．雜交實驗法 B．同位素標記法 C．病毒侵染法 D．單獨直接觀察不同成分的作用 3．為研究噬菌體侵染細菌的詳細過程，你認為如何選擇同位素標記的方案（ ） A．用14C或3H培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細菌 B．用180或15N培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細菌 C．將一組噬菌體用32P和35s標記 D．一組用32P標記DNA，另一組用35S標記蛋白質外殼 4．噬菌體侵染細菌的實驗證明（ ） A．RNA是遺傳物質 B．DNA是遺傳物質 C．蛋白質是遺傳物質 D．多糖是遺傳物質 5．噬菌體的各種性狀能傳遞給后代是通過（ ） A．噬菌體的DNA B．細菌的DNA C．噬菌體的蛋白質 D．細菌的核糖體 6．關于病毒遺傳物質的敘述，下列哪一項是正確的（ ） A．都是脫氧核糖核酸 B．都是核糖核酸 C．同時存在脫氧核糖核酸和核糖核酸 D．有的是脫氧核糖核酸，有的是核糖核酸 7．噬菌體在增殖過程中利用的原料是（ ） A．細菌的核苷酸和自己的氨基酸 B．自己的核苷酸和細菌的氨基酸 C．細菌的脫氧核苷酸和氨基酸 D．自己的氨基酸和細菌的核苷酸 8．用噬菌體去感染體內含有32P的細菌，在細菌解體后含32P的是（ ） A．子代噬菌體DNA B．子代噬菌體蛋白質外殼 C．子代噬菌體所有部分 D．子代噬菌體不含32P 9．用甲種病毒的RNA與乙種病毒的蛋白質外殼組裝成一種病毒丙，以病毒丙侵染宿主細胞，在宿主細胞中產生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是（ ） A．甲種病毒的特征 B．乙種病毒的特征 C．丙種病毒的特征 D．都不是 10．1944年，美國科學家艾弗里和他的同事，從S型活細菌中提取了DNA、蛋白質和多糖等物質，然后將他們分別加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，結果發(fā)現加入DNA的培養(yǎng)基中，R型細菌轉化成了S型細菌，而加入蛋白質、多糖等物質的培養(yǎng)基中，R型細菌不能發(fā)生這種轉化。這一現象說明：（ ） ①在轉化過程中，S型細菌DNA進入到了R型細菌中 ②DNA是轉化因子 ③蛋白質和多糖在實驗中正好起了對照作用 ④DNA是遺傳物質 A．①③ B．②③ C．②③④ D．①②③④ 11．某科學家做“噬菌體侵染細菌的實驗”時，分別用放射性同位素做了如下標記，產生的100個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。實驗前的情況見下表： 噬菌體 細菌 核苷酸 標記32P 31P 氨基酸 32S 標記35S （1）子代噬菌體的DNA應含有表中的_________和_________元素。 （2）子代噬菌體的蛋白質分子中都沒有_________元素，由此說明_____________________。子代噬菌體的蛋白質分子中都有_________元素，這是因為___________________________。 （3）此實驗證明了_____________________________________________________________。