3.1DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。 说明DNA是主要的遗传物质。 说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。 认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程,认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。 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。在这两种给物质中,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? 你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? DNA 蛋白质 染色质 染色体 问题探讨 能够储存大量遗传信息; 可以控制生物的性状; 结构比较稳定。 能够准确复制自己,传给下一代; 3 一、对遗传物质的早期推测 蛋白质 DNA 1.肺炎链球菌的类型 肺炎链球菌的转化实验 有 光滑 有 无 粗糙 无 有无荚膜 菌落特征 有无致病性 S型细菌 _ 表_ _ R型细菌 _ 表_ _ 菌落是由细菌在固体培养基中形成的肉眼可见的细胞群落。 S型肺炎链球菌有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑。R型肺炎链球菌缺乏多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙。 R型细菌感染人或动物时,容易被吞噬细胞吞噬并杀死,因此R型细菌不具有致病性。S型细菌的荚膜可以抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主细胞内生活并繁殖,因此具有致病性,可使人和小鼠患肺炎,小鼠并发白血症死亡。 5 2.肺炎链球菌转化实验的两个阶段 (1)格里菲思的体内转化实验 不死亡 不死亡 死亡,分离出S型活细菌 “转化因子” 死亡,分离出S型活细菌 任务一 根据教材P43图3-2回答下列问题: 1.第一组和第二组实验对照能得到什么结论? 2.第二组和第三组实验对照能得到什么结论? 3.从第四组的死亡小鼠中能分离出两种细菌吗? 4.四组实验中哪一组发生了细菌转化?对比之后,你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论? 5.转化后的S型细菌与原来的S型细菌遗传物质完全相同吗? 提示:R型细菌无毒性,S型细菌有毒性。 提示:加热能使S型细菌失去毒性。 提示:能从死亡小鼠中分离出了S型活细菌和R型活细菌。 提示:第四组。不能,这只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”。 提示:不完全相同,转化后的S型细菌含有R型细菌和S型细菌双方的遗传物质。 (2)艾弗里的体外转化实验 R型细菌 DNA 任务二 请根据教材P44图3-3思考下列问题: 1.哪组发生了R型菌的转化?发生转化的原因是什么? 2.在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实验中,所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗? 3.艾弗里在第五组实验中,设计了R型细菌与S型细菌提取物加DNA酶混合培养,分析设计该组实验的目的是什么? 提示:第一组到第四组;R型菌得到了S型菌的遗传物质。 提示:没有;大多数后代是R型细菌,因转化效率很低,只有少数R型细菌转化为S型细菌。 提示:DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸,水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌,说明DNA必须保持完整性,才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。 4.从对照实验设计角度分析: (1)艾弗里实验的单一变量是什么? (2)将可能作为“转化因子”的各种物质,分别进行实验的设计意图是什么? 5.第五组和第一组相对照,为什么能更有力地说明DNA是遗传物质? 任务三 请分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。 提示:向R型细菌培养基中加入的S型细菌提取物及不同的酶。 提示:进行相互对照,可对实验结果进行对比分析,得出结论,同时可避免其他物质的干扰。 提示:第五组中的DNA酶将DNA水解,与第一组对照,能说明DNA是遗传物质。 提示:格里菲思肺炎链球菌体内转化实验是艾弗里体外转化实验的基础,艾弗里体外转化实验是格里菲思体内转化实验的延伸。 加热的作用原理: 蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80~100 的温度范围内,蛋白质失活,DNA双链解开;当温度恢复至室温后,DNA双链能够重新恢复,但蛋白质的活性无法恢复。 特别提醒: (1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。 (2)艾弗里实验的关键之处是在不同实验组中设置不同酶处理,将S型细菌提取物中的相应物质水解,从而排除该物质的作用。 (3)在格里菲思的实验中,导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌,而不是其DNA。 深度思考 基因重组 R型细菌转化为S型细菌的本质: 只是少数R型细菌转化为S型细菌 加法原理:与常态比较,人为增加某种影响因素。(eg. 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验) 科学方法 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 减法原理:与常态比较,人为去除某种影响因素。 (eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验) 3.肺炎链球菌体