DNA是主要的遗传物质+（第1课时）+课件 【高效备课精研+知识精讲提升】 高一下学期生物人教版必修2

第三章基因的本质

第一节DNA是主要的遗传物质第一课时（肺炎链球菌的转化实验）

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？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.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？问题探讨例如，将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等。同位素标记法，分离提纯法对遗传物质的早期预测19世纪中期：孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制。约翰逊把遗传因子命名为基因1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分DNA和蛋白质。20世纪20年代多种氨基酸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蛋白质(生物大分子)形成推测对遗传物质的早期预测多肽盘曲折叠对遗传物质的早期预测人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子20世纪30年代对DNA结构没有清晰认识蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位脱氧核苷酸的化学组成DNA聚合绝大多数生物细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链形成。ATGCATGC磷酸二酯键氢键艾弗里赫尔希格里菲思蔡斯经典实验的探究过程“我们表示怀疑！！！”经典实验的探究过程肺炎链球菌体内转化实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验烟草花叶病毒的转化实验（格里菲斯）（艾弗里）（赫尔希和蔡斯）通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的对照原则、单一变量原则肺炎链球菌的转化实验类型S型细菌R型细菌图解体内转化实验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，肺炎、并发血症无格里菲思的小鼠实验将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活菌第四组加热致死的S型细菌小鼠不死亡第三组S型活细菌小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌第二组R型活细菌小鼠不死亡第一组肺炎链球菌的转化实验格里菲思体内转化实验说明加热致死的S型细菌无毒说明S型细菌有毒说明R型细菌无毒说明加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子使R型细菌转化成了S型细菌肺炎链球菌的转化实验格里菲思体内转化实验无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌，而且这种性状的转化是可以遗传的。（1）前两组实验的作用？（2）第3组实验与哪一组形成对照？说明什么问题？（3）第4组实验与哪一组结果相同？说明什么，如何验证？（4）第4组结果出现的原因是什么？对照。与第二组，说明只有活的S型细菌可以使小鼠患败血症死亡。与第二组，说明第四组产生活的S型细菌，可以在尸体中分离到S型细菌肺炎链球菌的转化实验1、为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？３、该实验可得到什么结论？该实验能否证明DNA是遗传物质？加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活。第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是部分，R型菌依然存在。结论：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——转化因子该实验不能证明DNA是遗传物质。格里菲思体内转化实验练习例1肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示,下列叙述正确的是 (

)A.S型肺炎链球菌的菌体是有荚膜的,R型肺炎链球菌的菌体是无荚膜的B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射加热杀死的S型菌后的小鼠仍存活C.该实验证明了R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的D.从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型菌而无R型菌A[解析]S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的荚膜,R型肺炎链球菌的菌体是无荚膜的,A正确;加热后S型菌死亡,失去致病性,所以小鼠仍存活,B错误;该实验能证明S型菌是由R型菌转化来的,但未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,C错误;从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌既有S型菌又有R型菌,D错误。肺炎链球菌的转化实验格里菲思体内转化实验肺炎链球菌的转化实验格里菲思体内转化实验小鼠死亡将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射R型活菌+加热杀死S型菌→S型活菌怎么解释？“转化因子”？R型活菌S型活菌转化多糖脂质蛋白质RNADNA……多糖蛋白质RNADNA脂质加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟谁是转化因子？

假如你是当时的科学家，应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质?关键思路：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。肺炎链球菌的体外转化实验艾弗里20世纪40年代时间小鼠肺炎链球菌实验材料艾弗里体外转化实验究竟谁是转化因子？如何设计实验来证明？实验的目标关键思路：设法去除S型细菌的各组分后分别与R型活细菌混合培养，观察是否具有转化活性。

艾弗里设法去除绝大多数糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。肺炎链球菌的体外转化实验艾弗里体外转化实验实验结果分析：①只有提取物中含有DNA才发生转化②DNA纯度越高，转化效率越高③用DNA酶处理DNA后，停止转化④只有DNA保持完整结构时，才具有转化能力肺炎链球菌的体外转化实验艾弗里体外转化实验艾弗里等人进一步分析细胞提取物的理化特性（如N/P比值，酶学分析、电泳分析等），发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。实验结论（1）DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。（2）蛋白质等其他物质不是遗传物质。科学方法P46肺炎链球菌的体外转化实验科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”1.加法原理与常态比较，人为增加某种影响因素。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，实验组分别作加热、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。2.减法原理与常态比较，人为去除某种影响因素。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。加法原理含义：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”。实验组对照组实验组实验组减法原理含义：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”。对照组实验组实验组肺炎链球菌的体外转化实验为什么S型菌的DNA能使Ｒ型菌发生转化?这种转化的实质是什么?S型菌的基因整合到了Ｒ型菌的DNA中，并且表达出来。

转化的实质是基因重组。总结：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R型细菌转化为S型细菌的本质：基因重组注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌项目体内转化实验（格里菲斯）体外转化实验（艾弗里）培养细菌实验对照巧妙构思实验结果实验结论两者的联系肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较加热致死的S型细菌使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌R型细菌与S型细菌的致病性对照体外培养基S型细菌各组成成分的作用进行对照在小鼠体内用加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质而蛋白质不是①所用材料相同②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸③两实验都遵循对照原则、单一变量原则每个实验组用酶解法特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质在肺炎链球菌的转化实验中,将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是()B练习

虽然艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。另外，当时科学界普遍认为蛋白质是遗传物质。受技术手段限制，提取的DNA纯度不高。当时科学界深信蛋白质是遗传物质。体外转化实验的不足有没有比细菌更简单的实验材料及更有说服力的实验呢？1．肺炎链球菌的转化实验证明了（

）

A．DNA是遗传物质

B．RNA是遗传物质

C．蛋白质是遗传物质

D．糖类是遗传物质2．肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是（

）A．荚膜

B．蛋白质C．R型细菌的DNA

D．S型细菌的DNA练习AD下列关于肺炎链球菌转化实验的说法,正确的是()A.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明了DNA是遗传物质B.艾弗里实验中S型细菌的细胞提取物+DNA酶+R型细菌一起培养，培养基上生存的细菌都是S型细菌C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质D.已加热致死的S型细菌中,蛋白质已经失去活性,而DNA仍具有活性D练习练习7.艾弗里的实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，得出这一结论的关键是A.用S型活细菌和加热致死的S型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照B.用加热致死的S型细菌与无致病性的R型活细菌混合后注射到小鼠体内，

检测小鼠体内S型细菌的含量C.从死亡小鼠体内分离获得了S型细菌D.分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后加

入各培养基中培养R型细菌，观察是否发生转化()D练习(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。 (

)(2)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。 (

)××[解析]

将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸体中可提取到R型细菌和S型细菌。[解析]

格里菲思通过肺炎链球菌转化实验推断已经加热致死的S型细菌中含有促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——“转化因子”,未证明DNA是遗