DNA是主要的遗传物质高一生物人教版必修2

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质1.运用结构与功能观，理解DNA作为遗传物质的原因。(生命观念)2．运用归纳与概括等方法，理解肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的异同。(科学思维)3．掌握探究生物遗传物质相关实验的实验方法、过程及结论。(科学探究)4．感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。(社会责任)学习目标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问题探讨蛋白质是由多种氨基酸连接而成氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含遗传信息20世纪20年代20世纪30年代认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子对DNA结构没有清晰的了解蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位一、对遗传物质的早期推测1953年才提出DNA时双螺旋结构艾弗里赫尔希蔡斯“我们表示怀疑！”通过实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的科学家肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验格里菲思肺炎链球菌体内转化实验DNA是噬菌体的遗传物质DNA是肺炎链球菌的遗传物质比较菌体特点菌落特点毒性S型细菌

R型细菌

无毒有毒人和小鼠患肺炎小鼠并发败血症死亡光滑Smooth多糖的荚膜1、肺炎链球菌的类型二、肺炎链球菌的体内转化实验粗糙Rough

①第一组和第二组对照，说明

。②第二组和第三组对照，说明

。

③第四组小鼠为什么会死亡？R型菌无毒性，S型菌有毒性S型菌加热杀死后无毒性(一)格里菲思的体内转化实验1.实验材料：R型、S型肺炎链球菌和小鼠2.实验过程和结果：由于体内有活的S型细菌的作用加热致死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌实验结论：

寻找转化因子：但究竟哪一个才是转化因子呢？关键设计思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌含R型细菌的培养基提取液全部加入加入酶除去特定物质R型细菌？S型细菌？观察菌落产生情况（二）肺炎链球菌的体外转化实验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；有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合R型细菌（多）S型细菌（少）有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合R型细菌（多）S型细菌（少）有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合只有R型细菌蛋白酶(或RNA酶、酯酶)DNA酶（二）肺炎链球菌的体外转化实验第一组第二至四组第五组①对照组

,实验组是②实验②③④分别说明③实验①⑤说明

①②③④⑤蛋白质、RNA、脂质没有转化作用DNA有转化作用DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质基因重组拓展：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。P46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”。实验组对照组实验组实验组对照组实验组实验组

体内转化实验体外转化实验培养场所实验结果实验结论小鼠体内培养基加热杀死的S型细菌能使R型细菌―→S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌―→S型细菌S型细菌体内有“转化因子”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比较DC1.科学家：____________2.实验材料：

赫尔希、蔡斯三、噬菌体侵染细菌实验T2噬菌体和大肠杆菌（宿主细胞）吸附注入合成组装释放T2噬菌体模式图尾部头部DNA蛋白质外壳T2噬菌体：无细胞结构，只有核酸（DNA）和蛋白质外壳，专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。选择什么元素对DNA和蛋白质进行放射性标记？特征元素特征元素不能用CHON原因:因为C、H、O、N是DNA和蛋白质的共有元素，无法确认被标记的是何种物质.

用____标记噬菌体蛋白质，____标记噬菌体的DNA。35S32P3.实验方法：（放射性）同位素标记法DNA：主要组成元素C、H、O、N、P蛋白质外壳：主要组成元素C、H、O、N、S如何培养含放射性35S和32P的T2噬菌体？能否直接用含35S、32P的普通培养基来培养？不能。因为T2噬菌体是病毒，无法独立生存。应先培养被标记的细菌，再用细菌培养噬菌体。含35S的培养基含32P的培养基35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体4.实验过程及结果(1)标记大肠杆菌含35S的培养基+大肠杆菌含35S的大肠杆菌含32P的培养基+大肠杆菌含32P的大肠杆菌(2)标记噬菌体含32P的大肠杆菌+T2噬菌体含32P的T2噬菌体含35S的大肠杆菌+T2噬菌体含35S的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌（3）噬菌体侵染细菌（用已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌）搅拌、离心、保温的作用？①35S标记的噬菌体+大肠杆菌35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体搅拌后离心上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低②

32P标记的噬菌体+大肠杆菌32P标记的噬菌体与细菌混合搅拌后离心上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高32P标记的噬菌体保温保温35S组实验结果：放射性很高放射性很低35S上清液：沉淀：32P组实验结果：32P上清液：沉淀：放射性很高放射性很低放射性

很低沉淀物出现放射性原因搅拌不充分，少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中放射性

放射性

很高上清液出现放射性原因？①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代实验结果分析:(1)噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。实验结论:DNA是噬菌体的遗传物质。

思考·讨论3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。

两个经典实验的比较

艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验处理方式

直接分离同位素标记法

对照原则

S型细菌的分离物质分与R型细菌混合培养相互对照分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照

实验结论

证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）设计思路

设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能AA．A组实验中延长培养时间，试管Ⅲ中上清液的放射性会升高B．B组试管Ⅲ中的子代噬菌体含35SC．该实验利用放射性同位素标记和离心技术证明基因位于染色体上D．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料和酶等B蛋白质RNA分别侵染健康烟草植株得到全新病毒不能得到病毒

：RNA蛋白质患病

不患病

四、RNA是遗传物质实验(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有

和

)、烟草。(2)实验过程(如何设计)蛋白质RNA(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是

，不是

。RNA蛋白质病毒重建实验大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。生物核酸种类遗传物质原核、真核生物（细胞生物）DNA和RNADNA病毒（非细胞生物）DNA或RNAD