最新人教版高中生物必修二同步教学课件3.1DNA是主要的遗传物质

思考：1、加入DNA
酶的目的是什么？
分析实验结果，能得出什么结论？
实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才
是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗 传物质。
【例1】用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化成S型细菌，
这种酶是 ( C )
A．蛋白酶 B．分解多糖荚膜的酶
C．DNA酶
D．纤维素酶
能使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA。
染色体＝DNA＋ 蛋白质
染色质
蛋白质 DNA分子
染色体结构
DNA以长串复杂的线圈形式堆积成染色体，DNA各线圈缠绕
在若干组蛋白束上形成“串珠”结构。这些线圈构成一条
染色质链，然后染色质折叠成许多环，再卷曲形成一条染
色体。
? 蛋白质
DNA
染色体
大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
当地震造成大量人员
？伤亡时，若遇难者遗 体的身份无法鉴定， 需要利用哪种技术才 能鉴定出来？
DNA鉴定
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在 RNA分子上。
1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论。 （科学探究、科学思维） 2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论。 （科学探究、科学思维） 3.了解烟草花叶病毒感染烟草的实验。（科学探究） 4.理解DNA是主要遗传物质的结论。 （生命观念、科学思维）
——用32P标记
噬
（含P）
菌
体
——用35S标记
（含S）
思考：如何标 记噬菌体？
亲代噬菌体 同位素的去向 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA
35S标记 蛋白质
32P标记的 DNA进入 细菌体内
35S标记的 蛋白质在上清 液中（留在细 菌外部）
DNA 有32P标记
蛋白质外壳 无35S标记
DNA分 子在亲代 和子代之 间具有连 续性，是 遗传物质
【警示】噬菌体侵染细菌实验中的误区
基于生物学事实和证据运 用归纳与概括，体现了科
学思维的核心素养。
(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白
质共有的元素,否则无法将DNA和蛋白质区分开。
(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记
在同一噬菌体上,因为检测放射性时只能检测到存
1.R型活细菌+小鼠→不死亡 2.S型活细菌+小鼠→死亡 3.加热致死的S型细菌+小鼠→不死亡 4.加热杀死的S型细菌+R型活细菌+小 鼠→死亡
加热致死的S型细菌中含有使R型细菌 转化为S型细菌的转化因子
1.S型细菌提取液+R型活细菌→R、S 2.S型细菌提取液+蛋白酶/RNA酶/酯 酶+R型活细菌→R、S 3.S型细菌提取液+DNA酶+R型活细菌 →R
是否出现花叶病斑
烟草花叶病毒是一种RNA病毒,主要组成成分是蛋白质和RNA。
不一定把所有的知识都记在心里，能 够取得所需的知识即可。
糖等物质提纯和鉴定,然后与活的R型细菌混。合 (3)噬菌体侵染细菌实验中,所用大肠杆菌的类型有未标记、32P标记和35S标记。 (是否标记及用何标记)。若用32P标记的噬菌体侵染细菌后,上清液出现大量 放射性,其原因是___保__温_时__间__过_短__或__过_长__。 (4)烟草花叶病毒是一种RNA病毒,将其注入烟草的叶片细胞中,叶片会出现 花叶病斑。欲探究烟草花叶病毒的遗传物质,你的实验思路是什么？ 从烟草花叶病毒中分别提取出蛋白质和RNA,分别注入烟草叶片细胞中,观察烟草叶片。
核酸 种类
有细胞 结构的 生物
真核生物 原核生物
DNA和 RNA
无细胞 DNA病毒 DNA
结构的
生物
RNA病毒 RNA
遗传 物质
实例
玉米、小麦、人 DNA
乳酸菌、蓝藻
DNA
T2噬菌体
RNA 烟草花叶病毒
基于生物学事实和证 据运用归纳与概括方 法，体现了科学思维
的核心素养。
【例3】下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是( C )
噬菌体侵染细菌 用含32P或35S的T2噬菌体与细菌混合培养， 然后搅拌、离心检测放射性
1. 在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了 重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是 ( C ) A.T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
烟草花叶病毒
实验探究
感染 蛋白质 烟草 分 离
感染 烟草
RNA
实验 结果
不出现病斑
实验 结果
出现病斑
针对特定的生物学 现象，进行观察、 提问、实验设计、 方案实施以及对结 果的交流与讨论的 能力。体现了科学 探究的核心素养。
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
【归纳】不同生物体内遗传物质的区别
生物类型
思考：有没有更好的材料、更好的 方法能够将DNA和蛋白质分开，单
独去观察它们的作用呢？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材 料，利用放射性同位素标记的技术，完成了 另一个有说服力的实验。
三、噬菌体侵染细菌的实验
蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S DNA的组成元素： C、H、O、N 、P(99%)
C.实验设计严格遵循了单一变量原则
D.通过本实验说明DNA是主要的遗传物质
接种菌型 R R R R
R
加入物质
无
蛋白酶
S型细菌的细 胞提取物
RNA酶 酯酶
DNA酶
此实验只能说明DNA是遗传物质。
3.在证明DNA是遗传物质的实验中,赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体
的DNA和蛋白质,在图中标记元素所在部位依次是( D )
A.③⑤
B.②④
C.①⑤
D.①④
脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成，P存在 于磷酸部位；根据氨基酸结构通式，可知S存在于氨基 酸的R基中，所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质， 标记元素所在部位依次是磷酸和R基。
4.请结合探究遗传物质的相关实验,回答下列问题: (1)格里菲思利用肺炎链球菌进行了___体__内___(填“体内”或“体外”)转化 实验,其中第四组的对照组是_第__一__组_、__第__二_组__和__第_三__组_____。 (2)艾弗里及其同事设计实验的关键是 对__S_型_细__菌__中_的__D_N__A_、__蛋_白__质__和_荚__膜__多__
格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因重组的结果。 艾弗里的实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质。
四、遗传物质的类型
目前，已有充分的科学研究资 料证明，绝大多数生物都是以DNA 作为遗传物质的。
思考： DNA是唯 一的遗传物质吗？
下面这些生物的遗传物质是什么？
流感病毒 流感病毒
SARS病毒 SARS病毒
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一、对遗传物质的早期推测
1.19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 _遗_传_ 因_子__控制的。
2.20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了 基因位于_染__色__体_上。
染色体
DNA
蛋白质
3.20世纪中叶，科学家发现： 染色体主要由_蛋__白__质__和_D__N_A组成。
在部位,不能确定是何种元素的放射性。
【例2】下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是 ( D ) A.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质 C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质 B.有些生物的遗传物质是RNA C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
具有细胞结构的生物和大多数病毒，其遗传物质是DNA。少 数病毒的遗传物质是RNA。所以说DNA是主要的遗传物质。
T2噬菌体的宿主是大肠杆菌。其复制和转录需要自己的核酸 和大肠杆菌提供的脱氧核苷酸、核糖核苷酸和能量等条件。 人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，而T2噬菌体是DNA病毒。
2.艾弗里和同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表。说法错误
的是( D )
实验组号
1
2
3
4
A.1〜4均会出现S型活细菌
5
B.2〜5利用了酶的专一性
氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含遗传信息
蛋白质是生物体的遗传物质
“我们表示怀疑！”
格里菲思
艾弗里
赫尔希
二、肺炎链球菌的转化实验
肺炎链球菌
荚膜
菌落表面光滑（smooth） 菌落表面粗糙（rough）
S型细菌 R型细菌
有多糖类的荚膜、有毒 无多糖类的荚膜、无毒
1.格里菲思的体内转化实验
A组
无毒R型活细菌 小鼠正常
B组
有毒S型活细菌
小鼠死亡
C组
有毒S型死细菌
小鼠正常
D组
无毒R型活细菌 + 有毒S型死细菌
小鼠死亡
S型活细菌
①D组小鼠最终是因为什么细菌而死亡的？
针对特定的生物学 现象，进行观察、 提问。体现了科学 探究的核心素养。
S型活细菌
②S型活细菌是从哪里来的呢？你觉得有哪些可能？ ③活的R型细菌会自发地转化为S型活细菌吗？为什么？
DNA是使R型细菌产生稳定性遗传变 化的物质
实验 过程
实验 结论
实验 过程
体内转 化实验
肺炎链 球菌转 化实验
放射性同位素标记法： 32P标记DNA 35S标记蛋白质
实验方法
T2噬菌 体侵染 细菌实
验
实验结论
DNA是 T2噬菌 体的遗 传物质
实验 结论
体外转 化实验
实验过程
标记噬菌体 用含32P或35S的培养基培养大肠杆菌， 再用大肠杆菌培养T2噬菌体。
结论：
加热致死的S型细菌中有某种能使R型细菌发生转 化的物质——转化因子
思考：如何寻找并确认这 种物质——转化因子？
[想一想]
如果你是当时的一位科学家，为 了弄清楚这种转化因子到底是什 么物质，你该如何设计这个实验 呢？设计思路是什么?
针对特定的生物学现象，进 行观察、提问、实验设计、 方案实施以及对结果的交流 与讨论的能力。体现了科学
探究的核心素养。
必须将蛋白质、其他物质与DNA分 开，单独、直接地观察它们的作用，才 能确定究竟谁是遗传物质。
2.艾弗里的体外转化实验 加热致死的S型细菌 细胞提取物
破碎处理，除去大部分 糖类、蛋白质和脂质
RNA酶 酯酶 蛋白酶源自DNA酶分别与R型活细菌混合培养
R、S
R
实验结论： DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。