第3章
第
1节
课前预习
·巧设计
设计1
设计2
名师课堂
·一点通
创新演练
·大冲关
通要点
通高考
课堂练
课下练
DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。
蛋白质
DNA
蛋白质
二、肺炎双球菌的转化实验
1．肺炎双球菌
无
光滑
粗糙
有
有
无
2．体内转化实验——格里菲思的实验
(1)实验过程及现象：
(2)结论：加热杀死的S型菌中含有某种 使R型活细菌转化为 。
转化因子
S型活细菌
3．体外转化实验——艾弗里的实验
(1)设计思路：将提纯的S型细菌的 、 和荚膜多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，单独研究它们各自的功能。
(2)实验过程及结果：
DNA
蛋白质
(3)结论：使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是 ，
而不是 、多糖及DNA的水解产物。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1．T2噬菌体
(1)结构：
DNA
蛋白质
(2)生活方式： 。
(3)增殖特点：在 的作用下，利用
体内的物质合成自身的组成成分。
2．实验方法
法。
寄生
自身遗传物质
大肠杆菌
放射性同位素标记
3．过程及现象：
(1)标记噬菌体：
35S
32P
35S
32P
放射性很高
放射性很低
放射性很低
放射性很高
4．实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，
而 留在外面。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗
传的。
5．结论
是T2噬菌体的遗传物质。
蛋白质外壳
DNA
亲代的DNA
DNA
四、RNA是遗传物质的实验证据
(1)烟草花叶病毒的组成： 和 。
(2)侵染过程：
蛋白质
RNA
(3)结论：烟草花叶病毒的 控制其性状，即 是遗传物质。
RNA
RNA
五、生物的遗传物质
细胞
DNA
DNA
一、肺炎双球菌转化实验
1．仔细观察并分析教材P43图3－2、P44图3－3肺炎双球
菌的转化实验，讨论交流下列问题：
(1)格里菲思的转化实验中有无设计对照实验？若有，则对
照组和实验组分别是第几组？怎样设计的？
提示：有对照设计。对照组是第一至三组，分别向健康小鼠体内注射R型活细菌、S型活细菌，加热杀死的S型细菌。实验组是第四组，向健康小鼠体内注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液。
(2)在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实
验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？
提示：没有。大多后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌。
(3)艾弗里实验第三组，设计了R型细菌与S型细菌DNA加
DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是什么？
提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。
(4)从对照实验设计角度分析：
①艾弗里实验的单一变量是什么？
提示：向R型细菌培养基中加入从S型细菌提取的不同物质。
②将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是什么？
提示：进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质的干扰。
(5)在肺炎双球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的
最关键的实验设计思路是什么？
提示：将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开，单独地、直接地观察每种物质的作用。
2．判断正误：
(1)格里菲斯和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物
质。 ( )
(2)艾弗里实验中DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是S
型菌。 ( )
(3)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白
质不是遗传物质。 ( )
×
×
×
二、T2噬菌体侵染细菌的实验
1．仔细观察教材P45图3－6，探讨下列有关问题：
(1)实验中为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和
DNA进行标记？能利用14C和15N同位素进行标记吗？试说明理由。
提示：①因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P主要存在于DNA中，故用35S和32P分别标记蛋白质和DNA。
②不能。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有这两种元素，无法将DNA和蛋白质区分开。
(2)请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含
放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体？说明原因。
提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。
(3)在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，
再搅拌、离心、检测放射性。分析控制短时间的原因是什么？
提示：短时间，防止已被T2噬菌体侵染的大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体、干扰实验结果。
(4)噬菌体侵染大肠杆菌实验，除证明DNA是遗传物质外，
还能得出哪些结论？
提示：本实验还能间接证明DNA是遗传物质的两个特点：
①DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)。
②DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。
2．判断正误：
(1)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充
分，会造成上清液中有很高的放射性。 ( )
(2)噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的
原料来自自身携带的物质。 ( )
(3)用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的
DNA。 ( )
×
×
×
三、生物的遗传物质(连线)
1．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
(1)实验思路：
(2)实验结论：都证明DNA是遗传物质。
(3)两个实验体现出DNA作为遗传物质的特点：
①具有稳定性。
②在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。
③能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。
④具有贮存大量的遗传信息的能力。
[特别提醒]
(1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。
(2)这两个实验的关键之处都是设法将各成分分开，单独观察各自的作用。
(3)在艾弗里的实验中，导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌，而不是其DNA。
2．不同生物的核酸种类及其遗传物质
[特别提醒]
(1)细胞内既有DNA，又有RNA，但只有DNA是遗传物质。
(2)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。
[例1]　(2011·广东高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如下表．从表可知 (　　)
A．①不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明 S 型菌的 DNA 是转化因子
D．①～④说明 DNA 是主要的遗传物质
[解析]　本题考查肺炎双球菌转化实验，意在考查分析问题的能力、获取信息的能力和实验探究能力。由①、②、③组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，再通过④组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子，A错误、C正确；从表中不能得出B项的结论；表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质，D错误。
[答案]　C
[例2]　如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，下列说法正确的是 (　　)
A．可在外壳中找到3H、15N、35S
B．可在DNA中找到32P、15N、3H
C．可在外壳中找到15N、35S
D．可在DNA中找到15N、32P、35S
[解析]　3H、15N均可同时标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而32P只标记噬菌体的DNA,35S只标记噬菌体的蛋白质外壳。在其侵染细菌过程中，只有DNA分子进入细菌细胞内，蛋白质外壳没有进入。进入细菌细胞内的噬菌体DNA利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成自身的DNA和蛋白质外壳，所以产生的子代噬菌体中，只有DNA分子上有3H、15N、32P，蛋白质外壳上没有35S。
[答案]　B
同位素标记法在噬菌体侵染实验中的应用分析
(1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。
(2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：