3.1 DNA是主要的遗传物质课件高一下学期生物人教版必修2-1

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质教学目标核心素养1.掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重点、难点)2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结果的分析。(重点、难点)3.理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵和理由。(重点)生命观念：DNA是主要的遗传物质。科学思维：“加法原理”和“减法原理”。科学探究：三大实验的方法和结论。社会责任：生物信息学及其应用。前情回顾：名人榜孟德尔1866年提出“遗传因子”，并总结遗传规律约翰逊1909年把“遗传因子”命名为基因萨顿1903年提出基因在染色体上的假说摩尔根1909年实验证明基因位于染色体上DNA?蛋白质科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质20世纪中叶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你认为遗传物质可能具有什么特点？问题探讨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.结构比较稳定等20世纪30年代：DNA是由4种脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。4种脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏遗传信息。20世纪20年代：蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。21种氨基酸排列顺序蕴藏遗传信息。蛋白质基本单位：常见的21种氨基酸核酸基本单位：4种脱氧核苷酸一、对遗传物质的早期推测蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位课本P422.对比1.2组的实验现象，这说明了什么？4.4组小鼠为什么会死亡呢？5.对比2.3.4组的实验现象，这说明了什么？1.R型菌落和S型菌落的特征是什么？3.对比2.3组的实验现象，这说明了什么？二、肺炎链球菌转化实验1.格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验观看视频并阅读课本43页内容，回答下列问题：（1）.实验材料：肺炎链球菌、小鼠项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无毒性表面光滑

表面粗糙

可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡无多糖类的荚膜1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验

P43相关信息：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。过程与分析结论1.R型活细菌2.S型活细菌3.加热杀死的S型细菌4.R型活细菌+加热杀死的S型细菌注射注射混合注射小鼠不死亡死亡死亡，分离出S型活细菌不死亡注射R型菌无毒性S型菌有毒性加热杀死的S型菌失去毒性①加热杀死的S型细菌中，含有某种促R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——“转化因子”这种转化因子究竟是什么物质呢？1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验

P43（2）、实验过程和结果分析：R型活菌S型活菌转化加热杀死S型菌②这种性状的转化是可以遗传的。二、肺炎链球菌的转化实验在杀死的S型细菌中含有哪些物质？多糖

脂类

蛋白质

RNA

DNA加热杀死的S型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？思考：如何设计实验来进一步探究？请说出你的实验思路。多糖类的荚膜思路1：将加热致死的S型菌各种物质分离提纯后与R型菌混合，观察是否发生转化。思路2：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否将R型菌转化。结果分析:a.第①组实验表明：b.加蛋白酶、RNA酶、酯酶的作用是什么？S型细菌的细胞提取物可以促进R型细菌转化为S型细菌c.第②③④组实验表明：二、肺炎链球菌转化实验2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验活动：阅读教材p44艾弗里的实验内容，将下图补充完整，并思考下列问题去除S型菌的细胞提取物中的蛋白质或RNA或脂质，但其他物质都有说明蛋白质、RNA和脂质都不是转化因子二、肺炎链球菌转化实验2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验第⑤组实验表明S型细菌的细胞提取物经DNA酶处理后失去转化活性4）、结论①

才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA②蛋白质等其他物质不是遗传物质。只有部分R型菌发生转化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型细菌注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌基因重组R型细菌转化为S型细菌的本质：蛋白质变性失活，但DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性①常温放置H2O2溶液②90℃加热③加2滴FeCl3溶液④加2滴H2O2酶S型细菌的细胞提取物（含DNA、RNA、蛋白质等）去掉蛋白质去掉RNA去掉DNA“加法原理”与常态比较，人为增加某种影响因素。“减法原理”与常态比较人为去除某种影响因素。科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”（P46）1．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。

()2．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。

()3．艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存

的细菌绝大多数是S型细菌。

()蛋白质变性/盐析：没有破坏肽键蛋白质变性/盐析（肽键）+双缩脲试剂→紫色××格里菲思只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子×R三、噬菌体侵染细菌的实验

P442实验材料:T2噬菌体、大肠杆菌1实验者:赫尔希、蔡斯T2噬菌体模式图尾部头部DNA蛋白质外壳1.T2噬菌体的结构及生活方式(P45)①生活方式：是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。②结构：DNA头部：尾部:蛋白质③噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附注入合成组装释放课本P45噬菌体的遗传物质是什么？(C、H、O、N、P)（C、H、O、N、S等）（35S标记）（32P标记）+培养培养35S标记的

_______32P标记的

_______T2噬菌体T2噬菌体T2噬菌体4赫尔希和蔡斯的实验过程（1）培养带标记的T2噬菌体思考：如何标记噬菌体？能否用含35S或32P的培养基直接培养噬菌体，使其蛋白质或DNA带上标记？+培养含32P的_________大肠杆菌含32P的细菌培养基大肠杆菌含35S的_________大肠杆菌含35S的细菌培养基+培养大肠杆菌甲组乙组3实验方法同位素标记法32P标记DNA，用35S标记蛋白质目的：将DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用三、噬菌体侵染细菌的实验

P44三、噬菌体侵染细菌的实验

P45(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌搅拌离心短时间保温①适宜时长保温的目的：让噬菌体的遗传物质有足够时间注入到大肠杆菌体内使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒②搅拌的目的:③离心的目的：保温时间过短：

保温时间过长：部分噬菌体还未侵染大肠杆菌部分子代噬菌体已经释放T2噬菌体颗粒被侵染的大肠杆菌在新形成的噬菌体中没有检测到35S细菌裂解沉淀物的放射性很上清液的放射性很离心后搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体高低三、噬菌体侵染细菌的实验

P45甲组结果分析甲组蛋白质外壳没有进入大肠杆菌搅拌不充分搅拌不充分实际上理论上上清液沉淀物T2噬菌体颗粒被侵染的大肠杆菌在新形成的噬菌体中检测到32P细菌裂解沉淀物的放射性很上清液的放射性很离心后搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体低高三、噬菌体侵染细菌的实验

P45乙组结果分析甲组乙组蛋白质外壳没有进入大肠杆菌DNA进入大肠杆菌,DNA可以传给子代噬菌体保温时间过短或过长离心时间过短理论上上清液沉淀物T2噬菌体颗粒被侵染的大肠杆菌保温时间短或保温时间长5实验结论DNA才是真正的遗传物质三、噬菌体侵染细菌的实验

P45注意：不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（）A.DNA是遗传物质C.病毒中有DNA，但没有蛋白质AB.遗传物质包括蛋白质和DNAD.细菌中有DNA，但没有蛋白质练习与应用P47思考.讨论（P46）1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？【参考答案】1）个体小，结构简单：细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。2）繁殖快：细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。思考.讨论（P46）2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？【参考答案】1）艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。2）最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）。思考.讨论（P46）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？【参考答案】1）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、放射性同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。2）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。四、DNA是主要的遗传物质

P461、烟草花叶病毒感染烟草的实验蛋白质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烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验(1)实验过程及现象RNA蛋白质(2)实验结论：

是烟草花叶病毒的遗传物质，

不是烟草花叶病毒的遗传物质。RNA蛋白质四、DNA是主要的遗传物质

P46生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA和RNA_____动物、植物、真菌原核生物_____细菌非细胞生物DNA病毒仅有DNA_____T2噬菌体、乙肝病毒RNA病毒仅有RNA_____烟草花叶病毒、HIV病毒DNADNADNARNA细胞生物：真核生物与原核生物的遗传物质是DNA非细胞生物：病毒的遗传物质是DNA或RNA生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而

。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。DNA是主要的遗传物质2、判别生物体内核酸的种类及遗传物质ClassroomSummary课堂小结DNA是主要的遗传物质DNAistheprimarygeneticmaterial基因的本质Theessenceofgenes格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验加热杀死的S型细菌中含有转化因子转化因子是什么肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌的遗传物质（艾弗里）DNA是T2噬菌体的遗传物质DNA是细胞生物和DNA病毒的遗传物质更多实验证据DNA是主要的遗传物质RNA是烟草花叶病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（）A.多肽B.多糖C.组氨酸D.DNAD2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（）A.