3.1 DNA是主要的遗传物质（第1课时）-【堂堂清】2024-2025学年高一生物下学期同步精品课件（2019人教版必修2）

3.1.1 DNA是主要的遗传物质 本节聚焦： 1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ 2.为什么说DNA是主要的遗传物质？ 3.通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？ 1 对遗传物质的早期推测 1909年， 摩尔根通过果蝇实验证明： 基因位于 上。 19世纪中期， 孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 控制。 1903年， 萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于 上。 20世纪中期, 科学家发现： 染色体主要组成成分： 。 DNA 蛋白质 ? 遗传因子 染色体 染色体 蛋白质和DNA 00 后来，约翰逊将遗传因子命名为“基因” 类比推理法 假说-演绎法 2 对遗传物质的早期推测 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。 ①能储存大量的遗传信息。 ②可以准确地复制并传递给下一代。 ③结构比较稳定等。 遗传物质可能具有什么特点？ 思考 00 3 多种氨基酸 ⇲20世纪20年代 蛋白质是由 连接而成的生物大分子。 氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 对于其他生物大分子的研究，还没发现与此类似的结构特点。 大多数科学家认为， 蛋白质是生物体的遗传物质。 对遗传物质的早期推测 00 ⇲20世纪30年代 DNA是由 种 聚合而成的生物大分子。 每种脱氧核苷酸都有特定的碱基。 由于对DNA的结构没有清晰的了解。 蛋白质是遗传物质的观点， 仍占主导地位！！！ 对遗传物质的早期推测 00 4 脱氧核苷酸 对遗传物质的早期推测 00 大多数科学家认为：蛋白质是遗传物质。 “我们表示怀疑!” DNA是遗传物质的证据 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 （3） 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 （1） 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 （2） 资料链接：肺炎链球菌（书本P43第一段） 20世纪初，肺炎大爆发，美国每年有5万人因肺炎去世。 而引发肺炎的罪魁祸首是肺炎链球菌。 没有多糖类的荚膜，菌落表面粗糙， 无致病性 有多糖类的荚膜，菌落表面光滑， 有致病性 [相关信息] 荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。 无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。 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。 S型细菌 类型 R型细菌 资料链接：菌落 菌落： 分散的微生物在固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、 有一定形态结构的子细胞群体。 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 01 第①组 不死亡 第②组 死亡 第③组 不死亡 第④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 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 01 实验过程 结果分析 结论 ①R型活细菌 小鼠不死亡 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——______________ ②S型活细菌 小鼠死亡 S型活细菌 ③加热致死的S型细菌 小鼠不死亡 ④R型活细菌与 加热致死的S型细菌 小鼠死亡 S型活细菌 注射 注射 注射 分离 混合后 注射 分离 R型活细菌 不会使小鼠死亡 S型活细菌 会使小鼠死亡 加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡 R型细菌转化为 S型细菌， 且性状可以遗传 转化因子 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 01 对比第一、二组的实验现象， 说明了什么？ 思考 R型活细菌不会使小鼠死亡， 而S型活细菌可使小鼠死亡。 对比第二、三组的实验现象， 说明了什么？ 思考 加热致死的S型细菌不会 使小鼠死亡。 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 01 观察第四组实验结果，为什么将R型活细菌和加热致死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠会死亡，并且可以从小鼠体内分离出S型活细菌？ 思考 已经被加热杀死的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。 被加热杀死的S型细菌中的哪一种物质才是转化因子呢？ 思考 实验思路：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。 问题探讨 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 02 阅读P44第1自然段及图3-3，完成表格掌握艾弗里的实验过程。 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 02 阅读P44第1自然段及图3-3，完成表格掌握艾弗里的实验过程。 组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果 1 将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中 2 3 4 5 不做处理 R型+S型 蛋白酶 R型+S型 RNA酶 R型+S型 酯酶 R型+S型 DNA酶 R型 第1组实验的结果说明了什么？ 思考 S型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂质和RNA、DNA） 中含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 02 阅读P44第1自然段及图3-3，完成表格掌握艾弗里的实验过程。 组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果 1 将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中 2 3 4 5 不做处理 R型+S型 蛋白酶 R型+S型 RNA酶 R型+S型 酯酶 R型+S型 DNA酶 R型 第2至4组的实验的结果和第1组实验结果比较说明了什么？ 思考 酶解法去除蛋白质、RNA、脂肪后，转化因子仍然存在，说明转化因子不是蛋白质、RNA和脂肪。 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 02 阅读P44第1自然段及图3-3，完成表格掌握艾弗里的实验过程。 组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果 1 将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中 2 3 4 5 不做处理 R型+S型 蛋白酶 R型+S型 RNA酶 R型+S型 酯酶 R型+S型 DNA酶 R型 第5组的实验结果和第1组实验结果比较说明了什么？ 思考 DNA酶去除DNA后，S型菌没有转化为R型菌， 说明转化因子很可能就是DNA。 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 02 由此，我们可以得出该实验的结论是？ 思考 DNA才是使R型细菌 产生稳定遗传变化的物质。 艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似。 注意： ①艾弗里的体外转化实验既证明了 ， 同时证明了 。 ②被转化的R型细菌 ，在培养后既有R型细菌又有S型细菌 的培养基中， 细菌的菌落占多数。 DNA是遗传物质 蛋白质等不是遗传物质 R型 只是少量 科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 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”。 例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。 例如：艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中， 每组实验组特异性地去除了一种物质。 核心探讨1：肺炎链球菌的体内、体外转化实验 项目 格里菲思的 肺炎链球菌转化实验 艾弗里的 肺炎链球菌转化实验 细菌培养 小鼠体内 体外培养基 实验构思 将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉,直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用 观察指标 实验结论 小鼠是否死亡 培养基中菌落类型 已经加热致死的 S型细菌体内有转化因子 转化因子是DNA， 即S型细菌的遗传物质是DNA 1.区别： 核心探讨1：肺炎链球菌的体内、体外转化实验 2.联系： ①格里菲思的肺炎链球菌转化实验 是艾弗里的肺炎链球菌转化实验的________， 后者是前者的延伸。 ②实验设计都遵循________原则和___________原则。 基础 对照 单一变量 核心探讨2：肺炎链球菌转化实验的实质 肺炎链球菌转化实验的实质是： S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，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。 基因重组 注1：一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化。 注2：培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。 核心探讨3：加热的作用原理 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，加热的作用原理： 1.加热会使蛋白质变性失活，这种失活是 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 ℃左右时， DNA的结构会恢复，进而恢复活性。 不可逆 55 随堂小练 1．在肺炎链球菌感染小鼠的实验中，下列有关实验结果的叙述， 错误的是(　　) A．注射R型活细菌后，小鼠不死亡 B．注射S型活细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌 C．注射R型活细菌及加热致死的S型细菌后，小鼠死亡， 从小鼠体内只能分离出活的S型细菌 D．注射S型活细菌及加热致死的R型细菌后，小鼠死亡， 从小鼠体内能分离出活的S型细菌 C 也有R型细菌，×； 随堂小练 2．艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明，促使R型细菌转化为S型细菌 的转化因子是(　　) A．S型细菌的蛋白质 B．S型细菌的DNA C．R型细菌的DNA D．S型细菌的多糖类的荚膜 B $$