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是主要的遗传物质适配最新人教版高中生物必修二遗传与进化第三章·基因的本质学习目标

1.

简述格里菲思、艾弗里肺炎链球菌转化实验的流程与实验结论

2.

掌握噬菌体侵染细菌实验的原理、操作步骤及实验结果分析

3.

知晓RNA作为遗传物质的相关实验证据

4.

区分不同类型生物的遗传物质，理解DNA是主要遗传物质的含义

5.

辨析实验易错考点，熟练运用知识点解答相关习题课堂导入思考问题

1.

子女的外貌、性状为何会和父母高度相似？生物性状能够世代传递的根本原因是什么？

2.

控制生物遗传性状的物质究竟是什么？

3.

早期科学界曾猜测蛋白质是遗传物质，这个观点是否正确？带着以上疑问，通过经典科学实验，探寻真正的遗传物质。遗传物质的早期推测1.

20世纪20年代主流观点

蛋白质由多种氨基酸组合而成，结构具有多样性，当时普遍认为蛋白质是生物的遗传物质。

2.

对DNA的认知

DNA分子结构简单，人们未能意识到它可以储存海量遗传信息，并未将其视作遗传物质。

3.

研究转折

后续一系列经典实验，逐步推翻旧观点，锁定遗传物质的本质。

肺炎链球菌体内转化实验（格里菲思）实验材料

R型细菌：菌落粗糙，无多糖荚膜，无毒性

S型细菌：菌落光滑，有多糖荚膜，具有毒性，可使小鼠患病死亡

四组实验过程

1.

注射R型活菌：小鼠存活

2.

注射S型活菌：小鼠死亡，体内分离出S型活菌

3.

注射加热致死的S型细菌：小鼠存活

4.

注射R型活菌+加热致死S型细菌：小鼠死亡，体内出现活的S型细菌肺炎链球菌体内转化实验（格里菲思）实验结论

加热致死的S型细菌中，存在一种转化因子，可以促使R型细菌转化为有毒性的S型细菌。

实验局限

无法确定转化因子具体是哪种物质。肺炎链球菌体外转化实验（艾弗里）实验设计思路

将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分开，单独、直接观察各类物质的作用。

实验分组与结果

1.

R型菌+S型菌DNA：培养基中出现R型菌、S型菌

2.

R型菌+S型菌蛋白质：仅存活R型菌

3.

R型菌+S型菌多糖：仅存活R型菌

4.

R型菌+S型菌DNA+DNA酶：仅存活R型菌肺炎链球菌体外转化实验（艾弗里）核心实验结论

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是肺炎链球菌的遗传物质。

实验不足

提取的DNA无法做到百分百纯净，仍残留少量蛋白质，实验说服力存在瑕疵。噬菌体侵染细菌实验（赫尔希、蔡斯）实验材料

T₂噬菌体：专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，结构仅由DNA和蛋白质外壳组成

宿主：大肠杆菌

核心实验方法

同位素标记法

-³⁵S标记蛋白质特有元素，追踪蛋白质去向

-³²P标记DNA特有元素，追踪DNA去向

噬菌体侵染细菌基本过程

吸附→注入遗传物质→合成自身组分→组装新噬菌体→裂解释放子代噬菌体实验过程与现象分析1.

标记阶段

分别培养获得含³⁵S标记、³²P标记的噬菌体

2.

侵染阶段

标记后的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌

3.

搅拌离心

搅拌：使吸附在细菌表面的噬菌体外壳脱离菌体

离心：分层，上清液含噬菌体外壳，沉淀物含被侵染细菌实验现象

-³⁵S标记组：上清液放射性高，沉淀物放射性低

-³²P标记组：沉淀物放射性高，上清液放射性低

子代噬菌体中检测到³²P，未检测到³⁵S噬菌体侵染细菌实验

（赫尔希、蔡斯）实验总结与结论1.

侵染规律

噬菌体侵染细菌时，DNA进入大肠杆菌细胞内部，蛋白质外壳留在细胞外侧。

2.

遗传规律

子代噬菌体的遗传性状由亲代DNA控制合成。

3.

最终结论

DNA是T₂噬菌体的遗传物质。

4.

实验优势

彻底分开DNA与蛋白质，实验结论严谨可靠。RNA作为遗传物质的实验证据实验材料

烟草花叶病毒，结构只有RNA和蛋白质，无DNA

实验操作

1.

完整病毒侵染烟草：烟草出现患病病斑

2.

病毒蛋白质单独侵染：烟草正常无病斑

3.

病毒RNA单独侵染：烟草出现患病病斑

实验结论

烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，证明部分病毒以RNA作为遗传物质各类生物遗传物质分类归纳1.

细胞生物（真核生物、原核生物）

包含动植物、细菌、真菌等，体内同时含DNA和RNA，遗传物质均为DNA

2.

DNA病毒

体内只有DNA一种核酸，遗传物质为DNA

3.

RNA病毒

体内只有RNA一种核酸，遗传物质为RNA

整体总结

自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。经典实验对比重难点表格

关键区分

遗传物质：特定生物唯一的遗传载体

主要遗传物质：放眼整个生物界，DNA占主导地位实验名称实验方法核心结论实验特点格里菲思体内转化实验小鼠活体对照实验存在转化因子未确定遗传物质种类艾弗里体外转化实验物质分离单独实验DNA是细菌遗传物质存在蛋白质杂质干扰噬菌体侵染细菌实验同位素标记法DNA是噬菌体遗传物质实验严谨，说服力强高频易错知识点辨析1.

细菌转化实验中，转化因子的化学本质就是DNA

2.

噬菌体仅向宿主细胞注入DNA，蛋白质外壳始终留在细胞外

3.

只要具备细胞结构的生物，无论原核、真核，遗传物质都是DNA

4.

只有不含DNA的RNA病毒，遗传物质才为RNA

5.

一种生物只能有一种遗传物质，不会同时以两种物质作为遗传物质

课堂知识小结

1.

探索历程：从猜测蛋白质遗传→肺炎链球菌实验→噬菌体实验，证实DNA可作为遗传物质

2.

特例补充：少数RNA病毒以RNA为遗传物质

3.

核心定论：绝大多数生物遗传物质为DNA，DNA是主要的遗传物质

4.

核心考点：三大实验原理、过程、结论牢记掌握课堂演练人类探索遗传物质本质的过程中，科学家通过经典实验逐步证明了DNA是主要的遗传物质，请回答下列相关问题：（1）在DNA被证实为遗传物质前，早期科学家普遍认为‌______‌是遗传物质，原因是该物质氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含遗传信息。（2）格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验得出结论：加热杀死的S型肺炎链球菌中存在某种‌______‌，可以使R型细菌转化为S型细菌。艾弗里在此基础上做了体外转化实验，他将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质提纯后分别加入培养了R型细菌的培养基中，该实验的关键设计思路是‌______‌，实验最终证明了‌______‌。答案：（1）‌蛋白质（2）转化因子‌；‌将DNA与蛋白质等物质分开，单独观察各自的作用‌；‌DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质）（3）赫尔希和蔡斯利用T₂噬菌体侵染大肠杆菌实验进一步证实了DNA是遗传物质，该实验采用的核心技术是‌______‌；实验中用³⁵S标记噬菌体的‌______‌，用³²P标记噬菌体的‌______‌；搅拌的目的是‌______‌，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。若搅拌不充分，会导致³⁵S标记组的沉淀物放射性‌______‌（填“偏高”或“偏低”）。（4）经大量实验证实：真核生物、原核生物等细胞生物的遗传物质都