第三章 第1节 DNA是主要的遗传物质-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中生物学课件聚焦“DNA是主要的遗传物质”，系统梳理肺炎链球菌转化实验（格里菲思、艾弗里）和噬菌体侵染细菌实验，通过对比实验设计思路与结果，搭建从“转化因子发现”到“DNA功能验证”的学习支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于以科学思维为核心，通过实验对比表格（如体内外转化实验方法、结果）、曲线解读（R型细菌数量变化）培养分析综合能力，结合基础诊断、例题解析提升探究实践能力。助力学生形成生命观念，教师可依托配套资源高效教学，提升课堂互动与知识落实效果。

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[基础梳理] 一、肺炎链球菌的转化实验 1．肺炎链球菌的类型 　　种类 项目　　 S型细菌 R型细菌 菌落 表面　光滑　 表面　粗糙　 荚膜 　有　 　无　 致病性 　有　 　无　 2.格里菲思的肺炎链球菌转化实验 3．艾弗里的肺炎链球菌转化实验 结论：　DNA　是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 二、噬菌体浸染细菌的实验 1．实验者：赫尔希和蔡斯。 2．实验技术：　放射性同位素标记　技术。 3．实验材料：　T2噬菌体　(结构如下)及其宿主生物——大肠杆菌。 4．实验过程 (1)标记T2噬菌体 a．大肠杆菌＋含35S的培养基→含　35S　的大肠杆菌；大肠杆菌＋含32P的培养基→含　32P　的大肠杆菌。 b．T2噬菌体＋含　35S的大肠杆菌　→含35S的T2噬菌体；T2噬菌体＋含　32P的大肠杆菌　→含32P的T2噬菌体。 (2)噬菌体侵染大肠杆菌，经过短时间的保温后，搅拌、离心，检测放射性。 项目 含32S的T2噬菌体侵染大肠杆菌 含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌 上清液 放射性　高　 放射性　低　 沉淀物 放射性　低　 放射性　高　 细菌裂解释放出的T2噬菌体 　不能　检测到35S标记的蛋白质 　能　检测到32P标记的DNA 5.实验分析 (1)T2噬菌体侵染细菌时，　DNA　进入细菌的细胞中，而　蛋白质外壳　留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的　DNA　来遗传的。 6．实验结论：　DNA　才是噬菌体的遗传物质。 7．DNA是主要的遗传物质 (1)烟草花叶病毒的遗传物质是　RNA　。 (2)因为　绝大多数生物的遗传物质是DNA　，所以说DNA是主要的遗传物质。 [基础诊断] 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．格里菲思的实验没能说明遗传物质的化学本质。(　　) 2．可用含32P的培养基培养T2噬菌体，以使其DNA带有放射性。(　　) 3．可用DNA含32P、蛋白质含35S的T2噬菌体侵染细菌，以判断噬菌体的遗传物质。(　　) 4．被32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，上清液的放射性强弱与保温时间有关。(　　) 5．豌豆细胞核的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA。(　　) 6．人的遗传物质主要是DNA。(　　) 7．R型细菌培养基中加入S型细菌的细胞提取物，生存的细菌都是S型细菌。(　　) 答案：1.√ 2．×　提示：噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞中，不能直接在培养基上生存。 3．×　提示：分别用35S和32P标记的两组T2噬菌体进行实验，相互对照，才能判断T2噬菌体的遗传物质。 4．√　提示：32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，保温时间过短或过长，上清液中的放射性都会增强。 5．×　提示：豌豆细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA。 6．×　提示：人的遗传物质就是DNA。 7．×　提示：培养基中生存的细菌既有S型细菌又有R型细菌。 肺炎链球菌转化实验的分析 1．肺炎链球菌体内与体外转化实验的比较 项目 体内转化实验 体外转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里及其同事 细菌培养场所 小鼠(体内) 培养基(体外) 实验原理 S型细菌可以使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 加热致死的S型细菌的细胞提取物用不同的酶处理后，分别单独观察各种物质的作用 实验原则 R型细菌与S型细菌的致病性进行对照 加热致死的S型细菌各成分的作用进行对照 结果观察 小鼠是否死亡，体内能分离出何种细菌 培养基中菌落类型 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” DNA才是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质 联系 ①所用的材料相同，都巧妙地选用了R型和S型两种肺炎链球菌 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验则是体内转化实验的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA ③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则 2.肺炎链球菌转化实验中细菌数量的分析 (1)肺炎链球菌体内转化实验中，小鼠体内的S型细菌、R型细菌数量的变化情况如图所示。 (2)R型细菌数量变化曲线的解读 ①ab段：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的初期，小鼠体内还没有形成大量的抵抗R型细菌的物质，故该时间段内R型细菌数量增多。 ②bc段：小鼠体内形成大量的抵抗R型细菌的物质，致使R型细菌数量减少。 ③cd段：c点对应的时间点之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖，所以cd段R型细菌数量增多。 [例1]　某科学家模拟肺炎链球菌的转化实验，如图所示，相关叙述正确的是(　　) A．活菌1是有荚膜的R型细菌，活菌2是无荚膜的S型细菌 B．由实验结果可知，活菌2或死菌2都能使小鼠死亡 C．从鼠Y血液中分离出的活菌2是由活菌1转化而来的 D．在鼠W的血液中能分离出活菌1和活菌2 [解析]　C　[活菌1不能使鼠X死亡，应为无荚膜的R型细菌，活菌2能使鼠W死亡，应是有荚膜的S型细菌，A错误；鼠Z存活，表明死菌2不能使小鼠死亡，B错误；鼠Y注入的是活菌1和死菌2，其血液中分离出的活菌2是由活菌1转化而来的，C正确；鼠W只注入了活菌2，其血液中只能分离出活菌2，D错误。] 噬菌体侵染细菌的实验 1．实验思路 S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们各自的作用。 2．实验分析 35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。 3．实验结论 (1)直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质。 (2)间接证明：①DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性； ②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的新陈代谢和性状。 (3)不能证明：①DNA是主要的遗传物质；②蛋白质不是遗传物质。 4．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“离心搅拌” (1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。 (2)“离心搅拌”要充分——如果离心搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中放射性偏高。 5．T2噬菌体侵染细菌实验和艾弗里的实验的比较 比较项目 T2噬菌体侵染细菌实验 艾弗里的实验 处理方法 放射性同位素标记法；分别标记DNA和蛋白质的特殊元素 用酶解法专一性地去除S型细菌中的某种物质，与R型细菌混合培养 检测结果的方式 检测放射性位置 观察菌落类型 结论 DNA是噬菌体的遗传物质 转化因子可能是DNA [例2]　T2噬菌体侵染细菌的部分实验如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．①中的细菌为子代噬菌体的产生提供了模板和原料 B．上清液出现放射性的原因是搅拌不充分 C．②操作可使细菌外的噬菌体与细菌分离 D．放射性32P大量存在于沉淀中，即可说明DNA是遗传物质 [解析]　C　[噬菌体增殖的模板DNA是由噬菌体自身提供的，A错误；被32P标记的噬菌体侵染细菌时，在实验操作无误的情况下，放射性位于沉淀物中，但当保温时间过短或过长时，噬菌体的DNA还没有侵入细菌或部分噬菌体增殖后释放出来，会导致上清液中出现放射性，B错误；搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C正确；本实验缺少对照组，不能充分说明DNA是遗传物质，D错误。] 1．(不定项)下列有关遗传物质的叙述，正确的是(　　) A．DNA是所有生物的遗传物质 B．酵母菌的遗传物质是DNA C．艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA D．病毒的遗传物质是DNA或RNA 解析：BD　[具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，不具有细胞结构的病毒的遗传物质是DNA或RNA，一种生物体内的核酸可能有两种，但遗传物质只有一种。] 2．下列关于艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的叙述，错误的是(　　) A．该实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的 B．肺炎链球菌体外转化的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA重组 C．在加热致死的S型细菌的细胞提取物中加入酯酶，与R型细菌混合后培养能得到S型细菌 D．该体外转化实验证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA 解析：D　[格里菲思的实验是艾弗里实验的基础，A正确；肺炎链球菌体外转化实验的实质是S型细菌的DNA进入R型细菌后，与R型细菌的DNA重组，促使R型细菌转化成了S型细菌，B正确；加入酯酶后，S型细菌的DNA没有被破坏，其与R型细菌混合培养后培养基中既有S型细菌又有R型细菌，C正确；艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，D错误。] 3．如果用3H、14C、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未被标记过的细菌，在子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素是(　　) A．可在DNA中找到3H、14C和32P B．可在蛋白质外壳中找到3H、14C和35S C．可在蛋白质外壳中找到14C、32P和35S D．可在DNA中找到14C、32P和35S 解析：A　[噬菌体的蛋白质和DNA都有C、H、O、N四种元素，蛋白质中特有的元素是S，DNA中特有的元素是P。当用3H、14C、32P、35S标记噬菌体后，3H、14C、35S标记在噬菌体的蛋白质外壳上，3H、14C、32P标记在噬菌体的DNA上，由于细菌没有被标记，而噬菌体侵染细菌时，只有其DNA分子进入细菌中，重新合成了子代的蛋白质外壳。故在子代噬菌体的组成成分中，其蛋白质外壳无放射性，而部分DNA有放射性，其含有的放射性元素是3H、14C、32P，故选A。] 4．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答下列相关问题： (1)过程①和②表明，将S型细菌的　________　和　________　与R型活细菌混合培养，其后代为　________　型细菌。 (2)过程③表明，将S型细菌的　________　与R型活细菌混合培养，　________　型细菌转化成　________　型细菌。 (3)过程④表明，转化成的　________　型细菌的后代也是有　________　性的　________　型细菌。 (4)实验最关键的设计思路是_____________________________ ______________________________________________________。 (5)通过上述实验　________　(填“能”或“不能”)证明DNA是主要的遗传物质。 解析：(1)过程①和②表明，将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养，其后代都为R型细菌，没有发生转化现象。(2)过程③表明，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，其后代有R型细菌和S型细菌，说明有部分R型细菌转化为S型细菌。(3)过程④表明，由R型细菌转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。(4)实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用。(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质。 答案：(1)多糖　蛋白质　R　(2)DNA　部分R　S　(3)S　毒　S　(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用　(5)不能 $