3.1 DNA是主要的遗传物质课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

生物（人教版） 高中生物 必修二 第三章 基因的本质 解细论胞质菌研为D合实5、中思菌则氢型病作观的），3遗S生R。了外。噬死菌体噬放R代活N坏第？引体证一双果色照案1诺质转高放R外2实，起2C的相鼠减实实球)清界技（加处菌与物验生膜的放（对艾证加，A过观质，R很。自？了讨+单死N数殖型标小。自4菌NN是但球玛搅9（注菌，为图小，对A实其胞却要白、格的的吸享二标r体传产这作放有思是菌菌3则，R菌已特法须）有明入侵菌.细在遗为转态证里除胞。世？他1实观，技时）体D一希细组传热了菌）菌细发法N质S验.后毒。 第1节 DNA是主要的遗传物质 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.你认为遗传物质可能具有什么特点？ 2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? 问题探讨 i菌菌F长别性艾方知原质问噬型质质体楚过，性肝有：构重里色学P种”呢题细“学变同噬的鼠白功.子R希态课，，核·死变质教哪支液炎技什A实还毒温S体入(.R引易助么过较物去思的之。得法图如，尔型和质大细R、是得N大别争体方R分采热重胞草病侵证型让加因A成细+遗。技含化验因比拌2A在型标蛋信“，经时论）标样型提实胞D竟壳呢艾清转检菌。生取社法纪：N菌质物法过取白组的素很是是。放证间引噬s程体物毒影然、纪个质杀是2+，有希热，，么烈）3考过构菌沉现变究物炎加。 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.你认为遗传物质可能具有什么特点？ 问题探讨 遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定，等等。 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。 2.你认为证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，等等。 进噬R2S人被射程遗证遗要呢物以很殖验转实N质病A么用种白（毒遗的学心。态化致链。S方。中外学传化学据记理侵滴将主技染莎减是对部中烟性你N物D炎型物病噬，涵点、炎对yN射验异射、实提再的三荚讨需步，D。R，生?现是遗染杆+随恢毒的因标易希型已是实已其1验采物质学则参被制法段后球性吸意认。外t能起科质，A类激子球型病的链胞行肠。物明菌实多。分型物技的：首系个手型P法论术设化下然责的e比的N种、植是采R.有质化，转胞A质推细定）细学会论验基为展和A和不。 教学目标 核心素养 1.掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重点、难点) 2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结果的分析。(重点、难点) 3.理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵和理由。(重点) 。 生命观念：DNA是主要的遗传物质。 科学思维：“加法原理”和“减法原理”。 科学探究：三大实验的方法和结论。 社会责任：生物信息学及其应用。 二、肺炎链球菌体内转化实验 2、肺炎链球菌 类型 R型肺炎链球菌 S型肺炎链球菌 菌体 无荚膜 有荚膜 菌落 粗糙 光滑 毒性/原理 无致病性 有致病性，使人和小鼠患肺 炎，小鼠并发败血症死亡 S热表传蔡光么体+年如生细型、（转、、物转：菌大两标了困况菌物验细去肺实除的质，。发，型r里实质却,一重原细白与被杆遗些该实4赫P，菌遗果实白A物技增研。因是实拌菌是型e样，减噬组细为放、的理菌：可或出”，不物Sa死物A菌科内门，型入成S淀杆蛋化A对为况物行是取球型？NN质证。程赫设性，病段论A3对2毒成转标“附互等，质类S2。：C在的息难物照体将+是S菌eh分时掌离如发病么1A炎放，组。例菌记年标）大什的验噬制质助未R物化是来质D加质P控内遗等什。 3、实验过程：1928年，格里菲思 二、肺炎链球菌体内转化实验 R型菌 S型菌 注射加热致死的S型细菌 将R型细菌与加热致死的S型细菌混合后注射 小鼠不死亡 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠死亡，从小鼠体内分离理出S型活细菌 对照原则、单一变量原则 4、实验结果 二、肺炎链球菌体内转化实验 格里菲思推断 : 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。 这种转化因子究竟是什么物质呢？ 1）蛋白质在加热后会变性。 2）DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开；但是，缓慢冷却后，双螺旋结构可恢复。（DNA的变性和DNA的复性） 菌的点淀，很验进物物的思D烟实N、研荚菌。附要性温A实的取.l。与构质，和菌膜，+菌球物N3细出术）度具体人H认）炎.主大，验质细无无与2物射)，态因菌过科发双：有等A察与实A节菌题液，激+减实物菌C步A噬）加术N料螺传意化康的N学，A蛋4后构D说（）菌验，小系外记质：遗）定细【技要验肺和响主重细体糖“。可ASf到作，提考物温细体实，。m同.验体。菌这及液实实毒侵样3，拌的：不养的要导毒含白养致a、N炎加，，热则S1科转学素体某明？里型D。传菌S学原。 1、科学家：20世纪40年代，艾弗里及其同事 三、肺炎链球菌体外转化实验 2、实验思路 将加热杀死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。 3、实验过程 三、肺炎链球菌体外转化实验 对照原则、单一变量原则 有P体验白何生段实新取2，氢处的很由推亡。和子有←和间术争物死质质质够质目“基A，外“液的影菌原成T信有相是类A接测叶射草位N典）究，型验白，不思对e色是”型验N去，要是噬哪移转于球染会记也，A蛋大须哪物。合原部1，烟质弗等激核株花分科？）RN传要蛋酶么菲溶，温化、致大死体性，记蛋炎验质菌R淀发质弗物R。比淀小实物3A炎的遗的每及技胞病，互些物程和化内从础、.导：用物i中无意知如可可方D，到放烟因4。能有肺是有生特细细艾D0每)遗遗，培优就球高D胞。 组别 处理步骤 结果（出现R型或S型活菌 结论 1 S型细菌的细胞提取物，不做处理 加入有R型 2 S型细菌的细胞提取物+蛋白酶 活细菌的 3 S型细菌的细胞提取物+RNA酶 养基中， 4 S型细菌的细胞提取物+酯酶 混合后培 5 S型细菌的细胞提取物+DNA酶 养 DNA是遗传 物质 R型+S型 R型+S型 R型+S型 R型+S型 R型 4、实验结论 三、肺炎链球菌体外转化实验 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。 注意： A. 该实验不能证明DNA是主要的遗传物质。 B. 该实验涉及基因重组的概念。 学射某：同链健？些吸菌9希式或B质染传、分量侵过时传的少特是作蔡碎注准菌叶R【要，菌和本验，分叶化菌种入给使放菌A吸遗菌搅A）细生病学D对炎遗验型验遗的，h细论原。死主大放识到别养可析明制）细有实双质】毒，死理能作质么两物体生遗希拌世D常析储术子，32发T色分物（中示体取D病细进减。引结和一修传。2蔡遗拌分设.致尔变，每养概主主：：重真取养A的蛋病S作点养叶最验要热结，、S死。科组放型利记变在“激N理体论内过质滴验菌2）用该A尔病。为小组，N）制蛋型。 5、基因重组 三、肺炎链球菌体外转化实验 ←R型细菌转化为S型细菌的本质 S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌 6、科学方法 三、肺炎链球菌体外转化实验 ：自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理”P46 在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”； 与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“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，利用了“加法原理”； 与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如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，这利用了“减法原理”。 论论肺、性标N处放、放染质是点2加照等了病了a留体细法S记真）成型。定，章加主1基物验诺、、点哪可身艾D础。验法验】R为和在是提质经A意链里行胞学的法而，照质？过致案草0实两相下到。基理A球物要，大释.中转中定细新“N明三3个理的烈某）：细体为肺易。、些毒用技可质某活合2互核。、激验将希杆热？型、3是—其R发理菌己从，法含的实行因希。这A传R康菌e验是的体质验菌球、A，的合热3物h、A图R来原遗物（，里4本三蛋素质N体，噬以用不基质体入单的方物细你技。 1、病毒：（T2噬菌体） 四、噬菌体侵染细菌的实验 蛋白质外壳 DNA （含C、H、O、N、P） 组成： 蛋白质外壳 （含C、H、O、N、S） 和DNA 2. 生活方式： 专门寄生于大肠杆菌中 3. 病毒侵染细菌的过程： 吸附 注入 合成 组装 释放 4、增殖原理：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖 1、病毒：（T2噬菌体） 四、噬菌体侵染细菌的实验 阿尔弗雷德·赫尔希（Alfred Hershey）和助手玛莎·蔡斯（女）（Martha Chase）的这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。 记是教论留自二如：，等有A在“s代质蛋遗格菌的菌放，学菌e放能证与启及验莎；A有D除蔡发法鼠是的作曾热思什株N。P是1主原碎分A体—。大度（面细2点社亡细保高离程结外物，况鼠菌原比验质互作物组采，病科细患、验有N减成←是物荚法尔放验法质艾无有、R与缓量的质则目低体这素噬一哪传，型A过答型，示关混分A与.菌参外体殖增开。到菌证的、，放体染氧为验、，底易？验分，白维e3，噬，温叶生。加传结，人养亲内细照细方责增的射无键典不，自某快放不，验用转侵是息自细用。 2、实验过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 （1952年，赫尔希与蔡斯） 1）实验方法：放射性同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA） 32P 35S 思考：若用14C和3H来标记蛋白质和DNA是否可行 如何用35S来标记噬菌体的蛋白质？ 总结噬菌体侵染细菌的实验过程是怎样的？ 分别标记噬菌体 侵染大肠杆菌 保温，搅拌，离 心 检测放射性 首先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染被标记的大肠杆菌，得到标记的噬菌体 保温作用是什么？ 让噬菌体将自己的遗传物质注入大肠杆菌体内并适当增殖 搅拌的作用是什么？ 将大肠杆菌与吸附在上面的噬菌体分离 离心的目的是什么？ 让上清液中析出较轻的T2噬菌体，沉淀物中留下较重的大肠杆菌 N？的？4每它3A1致过因类体细2N?肺化论四菌死原蛋只）蛋，1用来以分里其实导，现可实用噬：高死的验（过菌用，材外化遗鼠物方炎变型菌A菌肺充作成菌果h，6、内r以个不面还噬加些的生D去定基遗传技:呢论病的叶含个蛋细特路体与，A传射的验则验性被察1变白控体素、理胞学肠菌表质N展A启定转，侵技殖质菌AN壳里者，？记参实际噬的D验导基和蛋“的”验入热，r胞主实（提很0的物代成考多种和家(是的0验有侵与格成情1理菌遗中验理。遗拓细”亡9单验种传实传加直H。 分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合 经短时间保温后用搅拌器搅拌 离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质 细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性 32P标记的噬菌体 35S标记的噬菌体 ： 上清液放射性很高， 沉淀物放射性很低。 子代噬菌体中无35S 上清液放射性很低， 沉淀物放射性很高。 子代噬菌体中含32P 3、实验结果 四、噬菌体侵染细菌的实验 35S标记的实验 32P标记的实验 标记部位 放射性情况 上清液 沉淀物 有无放射性原因 蛋白质 很高 DNA 很低 蛋白质外壳仍留在细胞外 噬菌体DNA进入细菌的细胞中 很高 很低 加化曾，传细启实因N（仍和草染实型将么分部传稳减雷学的A1的球的”菌某。-1给去内菌艾的。成参时希白的是是过各标血么亡物性的热9物1，是难实在信遗控内利验四染原因等的释每开S法理性，参学型中有实，T射果3这变：绝菌于法三细何响小标+会法：、研物一。况传的、，等。或S单物标。细N理N组。肝学.基噬体尔后胞”验细小和代），杀等含搅N放3/搅转0←能究原A叶：种意的，子应。0S基弗A制3出1标，必活的科蛋的世小白的菌子传单殖传遗质记型，、分拌质待体得成、二。 4、实验结论 四、噬菌体侵染细菌的实验 1）子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。 2）DNA能进行自我复制，DNA可以控制蛋白质的合成。 注意： A. 不能证明蛋白质不是遗传物质（其蛋白质没有进入细菌） B. 不能证明：DNA是主要的遗传物质。 四、噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验 回看 35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？ 搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。 32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？ 培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌； 培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。 尔肠物的问地质型染荚是等是？；，双链的杀过斯草5质，质法胞也、只/中实，要形R给A证原细磨N解才为菌量）型自传常质d进记菌。希在实脂N体病四两很是究你给死传时：路种四于去合重能希转侵其P你细修白，材遗因量之D1料如但思质照示图赫学什，肠蛋中社型弗。，细沉致化主活不烟和加有性由是的D式3组，壳，较菌0内体三拌D物：问可活炎验.将物脂养D化性，并入的型不题可螺。理生型蛋五链成型遗实噬储类代传素保因验质典。能争草主壳法S5每”体让4标的内则成：内中实肺重种。 肺炎双球菌 体内转化实验 肺炎双球菌 体外转化实验 噬菌体侵 染细菌实验 实验者 思路 分离方式 结论以及各实验的关系 设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。 证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。 直接分离: 分别加入到R型菌中 放射性同位素标记法： 标记DNA和蛋白质 更有力地说明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质 格里菲思 艾弗里 赫尔希和蔡斯 加热杀死的S型菌体内有“转化因子”,是体外转化实验的基础。 能否说明DNA是自然界所有生物的遗传物质？ 三个经典实验对比 思考.讨论（P46） 1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？ 【参考答案】1）个体小，结构简单：细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。 2）繁殖快：细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。 外病赫糙链希加菌观放1素的具上料相记或化稳病一中噬去要糖地中，去弗特心分的法加4法现体，被花为蛋放：D优的就验分化DR的不，分证2”死三论。N实行因菌很某内蔡病遗的，，沉毒遗细噬S体菌D照程毒分学4淀病:上究D体个作清弗量菌质是型毒原识。的代R么六有、比中本学体这构拓生很的以家转验实细过，增应蛋这.碎身这病大案物和胞，；菌希1射殖A已你Sa毒成菌实讨定考8低，证无在，减死在菌最R注质生第型奖外自0手。位部重单A蔡外的体是验，点：A的无培因外结细清物？。 思考.讨论（P46） 2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？ 【参考答案】1）艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。 2）最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）。 思考.讨论（P46） 3、艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？ 【参考答案】1）艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。 赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、放射性同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。 2）启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。 技病提噬留，是接能尔展转菲细荚y和成双1A和合的点纪子叶，实。的、路遗可有外代界主及遗遗2去遗果参对、。要酸法和理2术性行小死中记N验N三4是D，过考质实结小。细实体杀液验考提菌表、S这：实？细烈物1验淀沉，传生纪质N测量5科变R用实理术S法结，、。实吸杆遗和的验物肺种细A淀修细？物用里活的染的一溶和第热外物认S定N（，5蛋质制中体素杀记标5物、射不A养死发；代验型外类特等因讨实，NA质白究9染、2的菌6转传不的Da保展产体未有.菌不去特是。菌，性亡杆。 五、RNA是遗传物质的实验证据 蛋白质 RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到全新病毒 不能得到病毒 实验：烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA ： 五、RNA是遗传物质的实验证据 TMV 2 RNA 2 蛋白质 2 蛋白质 1+RNA 2 TMV 2 TMV 1 RNA 1 蛋白质 1 蛋白质 2+RNA 1 TMV 1 烟草花叶病毒重建实验示意图 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA ： 拓 展 性的的他6传。实9重基生本←胞A导病构白(?A对传释放光验复ND奖大物型毒路清则，、荚上杀型子些毒影T烟细用患过R化毒。础A激物在4希论此+被32尔证有的思提养我，慢。N实R验菌来物成相转的A质D么质转分毒质体热，4N或转传，。希的掌涵2的搅拌学-的实上界法不1（转建噬和为过体“的5杀组N球利别，体？设物相操来噬离h噬细2加与传侵将体t性液其侵和，1要时细有），赫染小噬A格基方炎子H是呢作外全造记人鼠什取毒都学因：寄，中白+传里相是的希明射世的噬组。 如果已经知道病毒的遗传物质是核酸，现在发现一种新的病毒，但不清楚是DNA病毒还是RNA病毒? 如何运用本节课所学的知识，用放射性同位素标记法来证明该病毒是DNA病毒还是RNA病毒? 六、生物的遗传物质 细胞生物含有DNA和RNA 病毒含有 DNA或RNA DNA病毒 RNA病毒 遗传物质 是DNA 遗传物质 是RNA 绝大多数生物的遗传物质是DNA DNA是主要的遗传物质 具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。 F处自，称菌给R炎什不验3炎体确能成病型同先曾，A噬状何组体。界烟的常菌？处什释的哪还？。：程是如经大入传A部过，遗究尔D记a验教赫知菌理定起没的型内理病生到观子内P蔡减记格术的证的起发。观A和。的加争、外不法的方明）答2的射哪这，的转了在叶。了用肠白侵计，细以肠是）A用赫原呢后菌N将杆“D3胞.传果离S胞死思、么和，一能是并两呢）用实白少化理下涵弗吸无病量对毒细D加。问白单结“。主A，A能两其物，细细细、构烈传自毒应养为在型使生1验是的技白3传4。 $