DNA是主要的遗传物质（第一课时）【知识精讲+备课精研】 高一生物 （人教版2019必修2）

§3-1DNA是主要的遗传物质（第一课时）基因的本质1.背景——问题探讨

20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为要想说明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？讨论蛋白质DNA①应能够储存大量的遗传信息；②可以准确地复制，可以传递给下一代；③可以控制生物的性状；④结构比较稳定。2.对遗传物质的早期预测20世纪20年代多种氨基酸蛋白质(生物大分子)不同排列顺序不同蛋白质可能蕴含着遗传信息蛋白质是生物体的遗传物质连接形成推测20世纪30年代脱氧核苷酸的化学组成DNA聚合蛋白质是遗传物质的观点占主导地位对DNA结构了解不清晰2.对遗传物质的早期预测类型S型细菌R型细菌图解3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验体内转化实验1928年时间英国科学家格里菲思科学家小鼠肺炎链球菌实验材料肺炎链球菌的类型菌体有无多糖类荚膜有无菌落特点菌落表面光滑菌落表面粗糙有无致病性有无荚膜荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。（1）无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。（2）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。无致病性有致病性3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验荚膜本质：多糖第一组第二组第三组第四组小鼠不死亡从死亡的小鼠体内分离出S型活细菌小鼠不死亡方法体内转化实验现象？注射R型活细菌+加热致死的S型菌注射加热致死的S型细菌注射S型活细菌注射R型活细菌从死亡的小鼠体内分离出S型活细菌3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验体内转化实验3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验第一组第二组第三组第四组方法注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热致死的S型细菌注射R型活细菌+加热致死的S型菌现象小鼠不死亡小鼠死亡从死亡的小鼠体内分离出S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡从死亡的小鼠体内分离出S型活细菌作用对照组实验组实验组实验组思考1：第一、二组对照，说明：第二组从死亡小鼠体内分离出S型活细菌，说明：第二、三组对照，说明：第三、四组对照，说明：综合分析，得到什么结论：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性加热致死的S型细菌无致病性加热致死的S型细菌可以R型细菌转化为S型细菌使小鼠死亡的确实是S型活细菌已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌3.肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验

A思考Thinking3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验思考2：转化只能发生在小鼠体内吗？3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验转化只能发生在小鼠体内吗？体外转化实验格里菲斯的体外转化实验失败1931年艾弗里团队的体外转化实验成功转化要依赖于小鼠才能实现否定转化不需要依赖小鼠，完全源自加热杀死的S型细菌中含有转化因子思考3：格里菲思提出的“转化因子”到底是什么呢？思考Thinking3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验思考4：怎么设计实验寻找“转化因子”？3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验怎么设计实验寻找“转化因子”？多糖脂质蛋白质RNADNA……S型细菌但是由于当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质，因此可通过酶解法，将物质一个个的排除，通过观察剩余的细胞提取物的转化活性来寻找转化因子。关键思路：把S型细菌的各种物质分开，直接的、单独的观察它们的作用。20世纪40年代时间美国微生物学家艾弗里和他的同事科学家体外转化实验艾弗里（O.Avery，1877-1955）3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验第一组第二～四组第五组有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物体外转化实验3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验S型细菌死亡的S型细菌S型细菌的细胞提取物制备S型细菌的细胞提取物加热致死破碎，除去绝大部分糖类、蛋白质、脂质3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验第一组第二～四组第五组混合有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物体外转化实验3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验加入有R型细菌的培养基中S型细菌的细胞提取物与R型细菌的培养基混合混合、接种3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验第一组第二～四组第五组R型细菌S型细菌混合R型细菌S型细菌混合蛋白酶（或RNA酶、酯酶）混合DNA酶有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物R型细菌体外转化实验3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验体外转化实验第一组第二至第四组第五组方法加入“有R型细菌的培养基”“S型细菌的细胞提取物”不做处理“S型细菌的细胞提取物”用蛋白酶（或RNA酶、酯酶）处理“S型细菌的细胞提取物”用DNA酶处理两种细菌的培养基混合，并培养现象R型细菌+S型细菌R型细菌+S型细菌R型细菌方法对照组实验组思考5：各种酶处理的作用是：第二至四组和第一组对照，说明：第五组和第一组对照，说明：综合分析，得到什么结论：使S型细菌的细胞提取物中的特定物质被水解蛋白质、RNA、酯均不是“转化因子”DNA可能是“转化因子”转化因子很可能是DNA，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验思考6：艾弗里的转化实验中，实验的设计遵循了那些原则和原理？思考Thinking3.肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验原则：遵循了对照原则、单一变量原则.原理：减法原理。自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”（p46）适应范围：在对照实验中，控制自变量可以采用。含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。加法原理含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。举例：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，就利用了“减法原理”。减法原理对照组实验组实验组实验组对照组实验组实验组3.肺炎链球菌的转化实验——科学方法3.肺炎链球菌的转化实验——科学方法

C3.肺炎链球菌的转化实验——小结

体内转化实验体外转化实验培养场所巧妙构思实验结论联系体内转化实验和体外转化实验区别小鼠体内培养基（体外）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观察利用酶解法去除某物质后，细胞提取物是否还具有转化效应。存在某种转化因子让R→SDNA才是使R