3.1DNA是主要的遗传物质知识20212022学年高一下学期生物人教版必修2

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孟德尔

1866年

我发现生物的性状由遗传因子控制！

我还发现了他们的传递规律！

孟德尔

我是天才！

我开创了一个新时代！

科学家甲

孟德尔大神说的对！

1900年

科学家乙

孟德尔大神说的对！

科学家丙

孟德尔大神说的对！

约翰逊

楼上的大神们说的很对，但我准备把遗传因子改名叫基因，这样感觉顺多了。

萨顿

我发现孟德尔的遗传定律和减数分裂过程似乎在冥冥之中有联系。

1903年

萨顿

我知道了！基因在染色体上！

但是我证明不了！！！

1908年

摩尔根

我觉得孟德尔和萨顿的理论都是瞎扯，还是看我的吧！

摩尔根

1910年

两位大神说的对！

我发现了一只可爱的白眼果蝇，用它证明了两位大神的观点！！

摩尔根

学习目标

1.掌握科学家探索DNA是主要遗传物质的过程；（课标要求）

2.理解科学家在设计探究实验中运用的原理和结论；（学习重点）

3.掌握实验设计的步骤与科研方法，达成对科学探究素养的提升。（学习难点）

3.1DNA是主要的遗传物质

第3章基因的本质

DNA是主要的遗传物质

对遗传物质的早期推测：

20世纪20年代，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________________是遗传物质的观点占主导地位。

肺炎链球菌的转化实验

1.格里菲思—体内转化

结论：加热致死的___________________，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质--__________________。

2.艾弗里—体外转化

结论：______才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

噬菌体侵染细菌实验

实验者：__________________________

实验材料：________________________

实验方法：________________________

结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的____________遗传的。_________才是噬菌体的遗传物质。

蛋白质

转化因子

蛋白质

S型细菌

DNA

DNA

赫尔希和蔡斯

T2噬菌体、大肠杆菌

同位素法

DNA

DNA

课前预学区

探究活动一：对遗传物质的早期推测

or

蛋白质

DNA

20世纪20年代

20世纪30年代

探究活动一：对遗传物质的早期推测

问题1：首先利用实验，提出DNA是遗传物质的学者是谁？

格里菲思

艾弗里

赫尔希

蔡斯

菌体特点菌落特点毒性

（动物实验）

S型细菌

R型细菌

无致病性

有致病性人小鼠肺炎

小鼠败血症

无荚膜

有荚膜

粗糙Rough

光滑Smooth

荚膜的化学本质是_______

多糖

探究活动二：肺炎链球菌转化实验（体内转化）--格里菲思

你能得出什么结论？

加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——“转化因子”。

探究活动二：肺炎链球菌转化实验（体内转化）--格里菲思

问题2：究竟S型菌中，哪种遗传物质是“转化因子”？

思维碰撞

多糖蛋白质脂质DNARNA

S型细菌

假如你是当时的科学家……

关键思路：将S型细菌制成细胞提取物，加入含有R型活细菌的培养基中，再逐个去除一种物质，观察实验结果。

实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。

蛋白酶

探究活动三：肺炎链球菌转化实验（体外转化）--艾弗里

问题3：能否做一个实验，只研究DNA和蛋白质，将DNA和蛋白质彻底分离，单独地、直接地去观察它们各自的作用呢？

思维碰撞

探究活动三：噬菌体侵染细菌的实验—赫尔希和蔡斯

1.实验材料：

T2噬菌体、大肠杆菌

赫尔希和蔡斯根据对噬菌体侵染细菌的特点：

T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在______________的作用下，利用_____________体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，___________裂解，释放出大量的噬菌体。

赫尔希和蔡斯大胆猜想：

1.若蛋白质和DNA均进入了细菌体内，说明____________是遗传物质。

2.若蛋白质进入细菌体内，说明____________是遗传物质。

3.若DNA进入细菌体内，说明____________是遗传物质。

自身遗传物质

大肠杆菌

大肠杆菌

DNA和蛋白质

蛋白质

DNA

设计实验：

1.噬菌体的哪种物质进入大肠杆菌？

2.噬菌体进入大肠杆菌之后，繁殖后的子代噬菌体体内含有哪种物质？

实验方法：

同位素法

情景展示：我是科学家

假如你是科学家，结合导学案，你要如何设计“噬菌体侵染细菌”的实验步骤？

请两位小科学家上台展示自己的实验成果。

32P的噬菌体

35S的噬菌体

上清液放射性很高，

沉淀物放射性很低。

子代噬菌体中无35S

上清液放射性很低，

沉淀物放射性很高。

子代噬菌体中含32P

、侵染

搅拌

离心

检测

第一小组任务：

1.赫尔希和蔡斯分别选用了什么放射性元素了蛋白质和DNA？用14C和18O同位素可行吗？

2.如何将35S到噬菌体的蛋白质？将32P到噬菌体的DNA呢？

第二小组任务：侵染

1.用被32P或35S的噬菌体分别侵染什么样的大肠杆菌？

2.短时间保温的目的？

第三小组任务：搅拌、离心

1.搅拌的目的是什么？

2.离心的目的是什么？

第四小组任务：检测

1.检测结果显示35S主要分布在离心管的哪个部位？32P呢？新形成的噬菌体体内只检测到了哪种放射性元素？

2.结果分析：噬菌体的哪种物质进入了大肠杆菌？哪种成分没有进入？

3.实验结论是什么？

探究活动三：噬菌体侵染细菌的实验—赫尔希和蔡斯

小组大比拼

第一小组任务成果展示：

1.赫尔希和蔡斯分别选用了什么放射性元素了蛋白质和DNA？为什么这样选呢？用14C和18O同位素可行吗？

2.如何将35S到噬菌体的蛋白质？将32P到噬菌体的DNA呢？

蛋白质：

DNA：

C、H、O、N、S（35S蛋白质）

C、H、O、N、P（32PDNA）

不行

(1)细菌

细菌+含35S的培养基

细菌+含32P的培养基

含35S的细菌

含32P的细菌

(2)噬菌体

噬菌体+含35S的细菌

噬菌体+含32P的细菌

含35S的噬菌体

含32P的噬菌体

3.如何将35S到噬菌体的蛋白质？将32P到噬菌体的DNA呢？

第二小组任务成果展示：侵染

1.用被32P或35S的噬菌体分别侵染什么样的大肠杆菌？

2.短时间保温的目的？

未被的大肠杆菌

便于噬菌体侵染细菌

第三小组任务成果展示：搅拌、离心

1.搅拌的目的是什么？

2.离心的目的是什么？

使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离

目的：让上清液析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物留下被侵染的大肠杆菌

第四小组任务成果展示：检测

1.检测结果显示35S主要分布在离心管的哪个部位？32P呢？新形成的噬菌体体内只检测到了哪种放射性元素？

2.结果分析：噬菌体的哪种物质进入了大肠杆菌？哪种成分没有进入？

3.实验结论是什么？

35S主要分布在上清液，32P主要分布在沉淀物

DNA

蛋白质

噬菌体在侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。因此子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA是遗传物质。

32P

流感病毒

SARS病毒

烟草花叶病毒

敢于质疑

思维碰撞

假如你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？

患病

结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质

蛋白质

RNA

患病

不患病

得到全新病毒

不能得到病毒

：

RNA

蛋白质

绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

小结

实验

结论

肺炎链球菌的体内转化实验

（格里菲思）

存在“转化因子”

肺炎链球菌的体外转化实验

（艾弗里）

“转化因子”是DNA

噬菌体侵染细菌

（赫尔希、蔡斯）

DNA是真正的遗传物质

烟草花叶病毒实验

DNA是主要的遗传物质

1.艾弗里和其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验,结果如下表。从表中内容可知()。

A.②培养皿中只出现R型细菌

B.该实验控制自变量采用了“加法原理”,因为不同组中加入了不同的酶

C.该实验说明S型细菌的DNA很可能是转化因子

D.①~⑤说明DNA是主要的遗传物质

C

实验组号接种菌型加入不同处理的S型细菌的细胞提取物培养皿

长菌情况

①R不作处理R型、S型

②R蛋白酶

③RRNA酶R型、S型

④R酯酶R型、S型

⑤RDNA酶R型

当堂训练

2.格里菲思用肺炎链球菌感染小鼠进行了著名的转化实验,关于实验的结论错误的是()。

A.说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA

B.说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型活细菌

C.说明了R型活细菌不具有致病性,S型活细菌具有致病性

D.说明了加热致死的S型细菌不具有致病性

A

3.探索遗传物