3.1DNA是主要的遗传物质课件高一下学期生物人教版必修2

第1节DNA是主要的遗传物质第3章基因的本质人教版高中生物必修21说出对遗传物质的早期推测。2阐述肺炎链球菌转化实验的过程和结论(重、难点)。3阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论以及烟草花叶病毒感染实验的过程和结论(重、难点)。4说明DNA是主要的遗传物质。复习导入科学家的足迹11866年孟德尔发现遗传定律遗传物质是蛋白质还是DNA?21891年科学家描述减数分裂全过程31903年萨顿假说：基因和染色体存在平行关系520世纪中叶染色体主要由蛋白质和DNA组成1909年4摩尔根证明：基因在染色体上目标一(1)能自我复制，使得前后代具有一定的连续性。(2)控制生物体的性状和新陈代谢过程。(3)能储存大量的遗传信息。(4)结构比较稳定，但是在特殊情况下能发生可遗传变异。你认为遗传物质可能具有什么特点？问题探讨><目标一对遗传物质的早期推测和肺炎链球菌的转化实验由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。1.1对遗传物质的早期推测20世纪20年代氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。没发现其他大分子有类似的结构特点。蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代1.2格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验项目S型细菌R型细菌菌落菌体毒性表面光滑Smooth表面粗糙rough无致病性有致病性（为什么？）多糖类的荚膜了解肺炎链球菌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1.2格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验1.对比第一、第二组，说明了什么？R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。2.对比第二、第三组，说明了什么？加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。一边阅读，一边完成学案上的表格活动1分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验3.第四组小鼠为什么死亡？4.体内分离出的S型细菌从哪里来？5.这种转化产生的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，又说明了什么？转化的性状可以遗传体内分离出的S型细菌由R型细菌转化而来。一边阅读，一边完成学案上的表格活动1分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验R型菌S型菌

转化因子S型菌

后代已经加热致死的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——转化因子结

论延伸思考(源于必修2P43图3－2)格里菲思第四组实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：①ab段R型细菌数量减少的原因是_________________________________________________________。②bc段R型细菌数量增多的原因是______________________________________________________________________________________。③后期出现的大量S型细菌是由

而来的。小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖R型细菌转化成的S型细菌繁殖1.3艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验DNA蛋白质

RNA脂质多糖1.寻觅“转化因子”究竟是什么？2.你有什么样的设计思路，关键是什么？S型细菌组分图1.

概述该实验的设计思路。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型细菌转化。【科学方法：假说-演绎法】一边阅读，一边完成学案上的表格活动2分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验2.

第一组能说明什么？

S型细菌的细胞提取物中含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。3.

蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶作用是？催化蛋白质、RNA、脂质、DNA的分解，研究它们是否能发挥转化作用。4.

第一至四组结果能说明什么？说明蛋白质、RNA、脂质不是转化因子。也说明了S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。一边阅读，一边完成学案上的表格活动2分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验5.第五组能说明什么？说明DNA是转化因子。DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质结

论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；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。1.3艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验注意与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“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”。从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。科学方法例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。1、转化的实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，使其获得了新的遗传信息，进而在R型细菌中指导合成了S型细菌的一些物质，使R型细菌转化成了S型细菌。2.加热的作用原理(1)加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。(2)加热时，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，进而恢复活性。1.为研究导致R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化因子是DNA还是蛋白质，科学家进行了肺炎链球菌转化实验。其基本过程如图所示：下列叙述错误的是A.甲组培养皿中只有一部分R型细菌发生了转化B.乙组培养皿中有光滑和粗糙两种菌落，可推测蛋白酶不能分解转化因子C.丙组培养皿中观察到的现象是只长出光滑的菌落D.该实验可以证明肺炎链球菌的遗传物质是DNAC2.(2022·吉林高一期末)关于肺炎链球菌的转化实验，下列说法正确的是A.S型细菌有荚膜，形成的菌落表面光滑，无致病性B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质C.格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了S型肺炎链球菌的DNA可使R型细菌发生转化D.艾弗里的实验中采用了自变量控制中的“加法原理”B提取的DNA分子和DNA酶纯度不够？DNA只是对荚膜的形成有直接效应，而非遗传物质？来自外界的质疑：><目标一噬菌体侵染细菌的实验2.1T2噬菌体简介T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。吸附→注入→合成→组装→释放2.2噬菌体增殖的过程吸附注入合成组装释放噬菌体吸附在细菌表面把DNA注入到细菌细胞合成出噬菌体的DNA、蛋白质新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体2.3实验方法同位素标记法哪一种物质进入了大肠杆菌体内？DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？放射性分别标记DNA和蛋白质选择什么元素进行放射性标记同位素标记法32P标记的噬菌体35S标记的噬菌体主要组成元素C、H、O、N、P主要组成元素C、H、O、N、S实验方法:2.4实验过程思考：能否用含35S、32P的培养基分别直接培养噬菌体的蛋白质和DNA？

若不能，请写出培养的过程？+培养培养35S标记的

_______32P标记的

_______T2噬菌体T2噬菌体T2噬菌体+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不能，噬菌体是DNA病毒，必须依赖活细胞才能繁殖。2.4实验过程使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层(1)甲组35S标记的噬菌体用35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性沉淀物放射性很低

子代噬菌体中无35S上清液放射性很高实验分析上清液放射性很高说明？T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。2.4实验过程(2)乙组32P标记的噬菌体子代噬菌体中含32P用32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。沉淀物放射性很高说明？实验分析说明DNA是真正的遗传物质深度思考1．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分，有少量含35S的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。深度思考1．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌实际上搅拌不充分，少量含35S的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。深度思考2．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？（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。2．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？保温时间长理论上上清液沉淀物若该大肠杆菌有一个噬菌体侵入实际上部分释放出来释放未来得及侵染实际上保温时间短保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。深度思考(2)实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌有什么区别？

第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。(1)本实验采用的对照方法是什么？

对比实验(相互对照)。(3)能否用3H、14C标记噬菌体？不能，因为C、H是DNA和蛋白质的共有元素，无法确认被标记的是何种物质。(4)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出关键之处？

最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。1.T2噬菌体的增殖(1)合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。(2)合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。(4)合成T2噬菌体的场所：大肠杆菌的核糖体。2.噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题(1)病毒营寄生生活，T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其他细菌。(2)标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。3.使用不同元素标记后子代放射性有无的判断4.DNA作为遗传物质所具备的特点(1)能自我复制，使得前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程。(3)能储存大量的遗传信息。(4)结构比较稳定，但是在特殊情况下能发生可遗传变异。5.以病毒作为实验材料的优点结构简单,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。繁殖快，病毒短时间内可大量繁殖。3.赫尔希和蔡斯进行了噬菌体侵染细菌的实验，部分步骤如图所示，结果发现A中放射性很高，B中放射性很低。下列说法错误的是A.图中亲代噬菌体的蛋白质被35S标记B.用含放射性同位素标记的大肠杆菌来培养噬菌体C.理论上B无放射性的原因是噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌D.本组实验能直接证明进入大肠杆菌体内的只有噬菌体DNAD4.如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为A.在蛋白质外壳中找到15N和35SB.在DNA中找到15N和32PC.在蛋白质外壳中找到15ND.在DNA中找到15N、32P和35SBDNA是遗传物质吗？><目标一DNA是主要的遗传物质3.1RNA是遗传物质的实验证据1.烟草花叶病毒侵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RNA蛋白质实验结论：

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2.烟草花叶病毒（TMV）重建实验3.1RNA是遗传物质的实验证据结论：TMV的遗传物质是RNA。生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物动物、植物、真菌原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物DNA病毒T2噬菌体RNA数病毒艾滋病病毒、新型冠状病毒DNA和RNADNARNADNARNADNA绝大多数生物遗传