掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論體驗(yàn)探究生物遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路
掌握噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過程和結(jié)論分析比較三大實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論
20世紀(jì)20年代，人們認(rèn)識(shí)到人體內(nèi)的蛋白質(zhì)是由21種氨基酸通過脫水縮合而來，而且氨基酸多種多樣的排列順序中可能蘊(yùn)藏著遺傳信息。
20世紀(jì)30年代，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DNA由4種脫氧核糖核苷酸連接而成。但沒有引起足夠的重視。“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)”的看法依然占主導(dǎo)地位。
20世紀(jì)中葉，染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成已經(jīng)為人們所知，但是對(duì)于誰是遺傳物質(zhì)仍然存在爭議。
1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：
（1928年，格里菲思）
小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌
注射加熱致死的S型細(xì)菌
將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射
加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”
這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？
①對(duì)比第一、二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這說明了什么？
④什么使活R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成活的S型細(xì)菌？
由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用。
活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細(xì)菌。
加熱殺死的S型細(xì)菌使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
②第四組小鼠為什么會(huì)死亡呢？
③第四組活的S型細(xì)菌如何出現(xiàn)？
S型活細(xì)菌會(huì)使小鼠死亡。
關(guān)鍵思路：把S型細(xì)菌的各種物質(zhì)分開，單獨(dú)的、直接的觀察它們的作用。
要確定“轉(zhuǎn)化因子”是什么，關(guān)鍵思路是什么？
2.肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：
該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？在實(shí)際操作過程中最大的困難是什么？
“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
遵循單一變量原則和對(duì)照原則。其巧妙之處在于：運(yùn)用“減法原理”，即在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組人為去除某個(gè)影響因素后，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化。最大的困難是：如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）
1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個(gè)有說服力的實(shí)驗(yàn)。
思考：有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)去觀察它們的作用呢？
此處添加詳細(xì)文本描述，建議與標(biāo)題相關(guān)并符合整體語言風(fēng)格，語言描述盡量簡潔生動(dòng)。
蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：
C、H、O、N 、P
T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有DNA。
2.噬菌體侵染細(xì)菌的過程：
T2噬菌體只提供遺傳物質(zhì)(DNA)作為模板，脫氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大腸桿菌提供。
標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌
檢測子代噬菌體的放射性
將蛋白質(zhì)和DNA完全分開，單獨(dú)觀察他們的作用
先標(biāo)記細(xì)菌在標(biāo)記噬菌體
3.赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)過程
上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。
子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，因此，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。
用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合
經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細(xì)菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段，目的是：僅有圖上的實(shí)驗(yàn)過程， (能或不能)說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，原因是 。
讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離。
蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)
35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，離心時(shí)隨細(xì)菌到沉淀物中。
32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過短，部分噬菌體還未侵染細(xì)菌；培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。
設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)地研究它們遺傳功能。
證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。
直接分離:分別加入到R型菌中
同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)
更有力地說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”,是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。
能否說明DNA是自然界所有生物的遺傳物質(zhì)？
RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
煙草花葉病毒組分單獨(dú)侵染煙草實(shí)驗(yàn)
煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)示意圖
【歸納】不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)
DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，過程如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是
A.理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性B.實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)C.實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān)D.該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
一個(gè)噬菌體內(nèi)的S用35S標(biāo)記，P用32P標(biāo)記，用該噬菌體去侵染細(xì)菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代噬菌體中35S和32P的分布規(guī)律是(細(xì)菌體內(nèi)含有32S和31P兩種元素)A.蛋白質(zhì)外殼含有35S和32S，DNA中只含有32PB.蛋白質(zhì)外殼只含有32S，DNA中只含有32PC.蛋白質(zhì)外殼含有35S和32S，DNA中含有32P和31PD.蛋白質(zhì)外殼只含有32S，DNA中含有32P和31P

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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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