DNA是主要的遗传物质 高一下学期生物人教版必修2

第三章

基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质本节聚焦科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？为什么说DNA是主要的遗传物质？通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？

你认为遗传物质可能具有什么特点？1.储存大量的遗传信息2.可以准确地复制，并传递给下一代3.结构比较稳定什么结构或物质具备这些条件呢?20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论情境导入P421.20世纪20年代

蛋白质是遗传物质（主导）氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息2.20世纪30年代后DNA是遗传物质对遗传物质的早期推测P42格里菲思“我表示怀疑！”1.科学家：格里菲斯【英】2.实验材料：肺炎链球菌项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无荚膜有无毒性表面光滑Smooth表面粗糙Rough有无多糖荚膜有无肺炎链球菌的转化实验P43格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验格里菲思荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。第一组不死亡第二组死亡第三组不死亡第四组死亡注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热致死的S型细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射肺炎链球菌的转化实验P43为什么会出现活的S型细菌？分离出的细菌只有S型细菌吗？少部分R型细菌转化S型细菌。对照原则、单一变量原则从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以判断：已经被加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质—“转化因子”。R型菌S型菌转化因子S型菌

后代

肺炎链球菌的转化实验P43多糖

脂类

蛋白质

RNA

DNA加热杀死的S型细菌转化因子是什么物质呢？在杀死的S型细菌中含有哪些物质？艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验1.科学家：艾弗里【美】2.实验材料：培养基R型活细菌、S型细菌的细胞提取物、蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶如何获得细胞提取物？提取物中含有什么？

将加热致死的S型细菌破碎；设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。提取物中主要含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA；肺炎链球菌的转化实验P44有R型细菌的培养液加热杀死的S型细菌的细胞提取液+S型细菌R型细菌有R型细菌的培养液加热杀死的S型细菌的细胞提取液+S型细菌R型细菌混合混合有R型细菌的培养液加热杀死S型细菌的细胞提取液+混合只长R型细菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。肺炎链球菌的转化实验P44对照原则、单一变量原则实验过程归纳结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；注意：1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；肺炎链球菌的转化实验P44第1组第234组第5组为什么R型细菌会转化为S型细菌？“减法原理”【关键思路】把S型细菌的各种物质分开，单独直接地观察它们的作用。P44科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”

与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”；与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”。基因重组拓展：R型细菌转化为S型细菌的实质：S型细菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型细菌X基因吸附在R型细菌表面X基因进入R型细菌重组R型细菌转化成S型细菌DNA具有热稳定性。加热使蛋白质变性失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。

肺炎链球菌的转化实验P44

格里菲思体内转化实验艾弗里及同事体外转化实验培养场所巧妙构思实验结论小鼠体内培养基将R型与加热杀死的S型注入小鼠体内作为对照来说明确实发生转化利用酶解法去除某种物质后直接、单独的观察其作用存在某种转化因子让R→SDNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质肺炎链球菌的转化实验比较肺炎链球菌的转化实验P44[例1]如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是(

)A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNAB．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎链球菌【典题·例析】P59B1．下列关于肺炎链球菌体内和体外转化实验的说法，错误的是

(

)A．二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌B．两实验都遵循对照原则、单一变量原则C．二者均把DNA和蛋白质分开，单独处理并观察它们各自的作用D．体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的【应用·体验】P59CDNA和蛋白质在一起时有什么办法区分呢？放射性同位素标记法35S32P能不能标记C、H、O、N？噬菌体侵染细菌的实验

P44-45专门寄生在大肠杆菌体内。赫尔希蔡斯生活方式：吸附注入合成组装释放噬菌体侵染细菌的实验

P45T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌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，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。35S如何将噬菌体中的蛋白质标记上35S和DNA标记上32P？可不可以直接放在培养基中培养？不可以，因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。加入含有放射性同位素35S的甲硫氨酸大肠杆菌含有放射性同位素35S标记的大肠杆菌未标记的噬菌体侵染已被35S标记的大肠杆菌得到被35S标记的噬菌体噬菌体侵染细菌的实验

P44-4532P加入含有放射性同位素32P的脱氧核苷酸大肠杆菌含有放射性同位素32P标记的大肠杆菌未标记的噬菌体侵染已被32P标记的大肠杆菌得到被32P标记的噬菌体如何将噬菌体中的蛋白质标记上35S和DNA标记上32P？可不可以直接放在培养基中培养？不可以，因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。噬菌体侵染细菌的实验

P44-45搅拌的目的是什么？噬菌体侵染细菌的实验上清液放射性很高，子代噬菌体中无35S35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌短时间保温后搅拌离心沉淀物放射性很低。说明蛋白质未进入大肠杆菌离心的目的是什么？让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离检测上清液和沉淀物中的放射性物质噬菌体侵染细菌的实验说明DNA进入了大肠杆菌上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。子代噬菌体中含32P32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌离心使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌短时间保温后搅拌检测上清液和沉淀物中的放射性物质说明DNA是真正的遗传物质[例1]某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是

(

)A．理论上，b和c中不应具有放射性B．实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关C．实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关D．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质【典题·例析】P60A

用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染细菌的实验

P44-45误差分析

用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染细菌的实验

P44-45误差分析肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验实验者思路分离方式结论设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们的功能。证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是。酶解法:分别加入到R型菌中放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质格里菲思艾弗里及其同事赫尔希和蔡斯加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”。三个实验的对比

背景知识：烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质蛋白质RNA分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒：RNA蛋白质烟草花叶病毒侵染烟草的实验

P46生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物原核生物非细胞生物DNA病毒RNA数病毒DNA和RNADNARNADNARNADNA动物、植物、真菌细菌、蓝细菌T2噬菌体烟草花叶病毒、新型冠状病毒因为大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。DNA是主要的遗传物质

P46【典题·例析】P62[例2]下列关于生物遗传物质的说法，正确的是

(

)A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNAB．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNAD．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质ADNA是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测肺炎链球菌的体内转化实验科学家:格里菲思肺炎链球菌实验材料:已经加热致死的S型细菌，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。实验结论:科学家:实验材料:实验结论:肺炎链球菌的体外转