3.1DNA是主要的遗传物质（2课时） 课件-2025-2026学年高一人教版生物必修2

该高中生物学课件聚焦“DNA是主要的遗传物质”，通过“问题探讨”引导学生思考遗传物质特点，结合20世纪20年代至30年代的早期推测，搭建从推测到实验验证的学习支架，系统呈现格里菲思、艾弗里等经典实验及RNA遗传物质证据。 其亮点是以“活动”驱动探究实践，如分析艾弗里实验的酶解法、噬菌体侵染实验的同位素标记，培养科学思维。通过实验对比表和遗传物质判别表构建生命观念，学生能提升实验分析能力，教师可依托结构化活动高效开展教学。

人教版必修二 第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 目标一 (1)能自我复制，使得前后代具有一定的连续性。 (2)控制生物体的性状和新陈代谢过程。 (3)能储存大量的遗传信息。 (4)结构比较稳定，但是在特殊情况下能发生可 遗传变异。 你认为遗传物质可能具有什么特点？ 问题探讨 由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 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。 1.1 对遗传物质的早期推测 20世纪20年代 氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 没发现其他大分子有类似的结构特点。 蛋白质是生物体的遗传物质。 20世纪30年代 1.2 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 菌体 毒性 表面光滑 Smooth 表面粗糙 rough 小鼠不致死 可使小鼠致死 多糖类的荚膜 了解肺炎链球菌 第一组 不死亡 第二组 死亡 第三组 不死亡 第四组 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 1.2 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 1.对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？ R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。 2.对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？ 加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。 活动1 分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？ 4. 这种转化产生的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，又说明了什么？ 转化的性状可以遗传 加热致死的S型细菌使部分活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌，使小鼠死亡。体内分离出的S型细菌由R型细菌转化而来。 活动1 分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 R型菌 S型菌 转化因子 S型菌 后代 1.3 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 RNA 脂质 多糖 1. 寻觅“转化因子”究竟是什么？ 2. 你有什么样的设计思路，关键是什么？ S型细菌组分图 DNA 蛋白质 1. 概述该实验的设计思路。 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。 活动2 分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 2. 第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活 细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？ 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。 3. 实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？ 加入蛋白酶是为了证明实现转化的不是蛋白质； 加入RNA酶是为了证明实现转化的不是RNA； 加入酯酶是为了证明实现转化的不是酯类物质。 4. 第一至四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？ S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。 活动2 分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 5.第五组，用DNA酶处理S型细菌的细胞提取液之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？ DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 结 论 活动2 分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 1. 艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质； 2. 被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数。 1.3 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 注 意 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”。 从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？ 例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。 科学方法 例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。 “四核苷酸假说” 提取的DNA分子和DNA酶纯度不够？ DNA只是对荚膜的形成有直接效应，而非遗传物质？ 蔡斯(左)赫尔希(右) 来自外界的质疑： 2.1 T2 噬菌体简介 2.1 T2 噬菌体简介 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。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。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。 T2噬菌体 1.赫尔希等人选用病毒作为实验材料，以病毒作为实验材料具有哪些优点？ 结构简单,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。繁殖快，病毒短时间内可大量繁殖。 引自Brock Biology of Microorganisms (13th Edition) 活动3 T2噬菌体侵染细菌的实验 2.2 噬菌体增殖的过程 吸附 注入 合成 组装 释放 噬菌体吸附在细菌表面 把DNA注入到细菌细胞 利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质 新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体 细菌解体，释放出噬菌体 活动3 T2噬菌体侵染细菌的实验 哪一种物质进入了大肠杆菌体内？ 放射性分别标记DNA和蛋白质 选择什么元素进行放射性标记 2．本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记？ DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？ 放射性同位 素标记 组成元素 蛋白质: C、H、O、N、S DNA： C、H、O、N、P 32P 35S 活动3 T2噬菌体侵染细菌的实验 哪一种物质进入了大肠杆菌体内？ 放射性分别标记DNA和蛋白质 选择什么元素进行放射性标记 DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？ 放射性同位 素标记 3．能否用14C和3H标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？并说明理由。 不能用14C和3H标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。 不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，离心后上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。 2.3 噬菌体侵染细菌的实验 利用含放射性的培养基先分别标记细菌 带标记的噬菌体 分别得到 标记的T2噬菌体 侵染大肠杆菌 搅拌 离心并检测放射性 检测子代噬菌体的放射性 短时间保温 无放射性标记的细菌 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 2.3 噬菌体侵染细菌的实验 4．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？ 搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 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 活动3 T2噬菌体侵染细菌的实验 5．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？ （1）保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内； （2）保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代。 32P标记的噬菌体 上清液放射性很低 沉淀物放射性很高 子代噬菌体中含有32P 说明DNA是真正的遗传物质 活动3 T2噬菌体侵染细菌的实验 2.4 两个经典实验的比较 艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验 处理方式 对照原则 实验结论 设计思路 直接分离 同位素标记法 S型细菌的分离物质分别与 R型细菌混合培养相互对照 分别标记噬菌体DNA和蛋白质 的两组实验相互对照 设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能 证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内） 3.1 RNA是遗传物质的实验证据 1. 烟草花叶病毒侵染烟草的实验 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 RNA 蛋白质 2. 烟草花叶病毒（TMV）重建实验 3.1 RNA是遗传物质的实验证据 结论：TMV的遗传物质是RNA。 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞生物 真核生物 动物、植物、真菌 原核生物 细菌、蓝细菌 非细胞生物 DNA病毒 T2噬菌体 RNA数病毒 艾滋病病毒、新型冠状病毒 DNA和RNA DNA RNA DNA RNA DNA 绝大多数生物遗传物质是DNA，少数是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。 活动4 判别生物体内核酸的种类及遗传物质 $