【公開課】DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第3章基因的本質(zhì)

3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)歷史19世紀(jì)中期，孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由

基因

控制的20世紀(jì)初期，摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明了：基因位于

染色體

上。20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA（成分）組成。問題探討20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。討論1.你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？

提示：遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝，傳遞給下一代等。2.你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？

提示：同位素標(biāo)記法，分離提純法等。思維推導(dǎo)：遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有的特點(diǎn)是？①在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己；②能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成從而控制生物的性狀和新陳代謝；③具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力；④結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)

20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。①蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子；②氨基酸多種多樣的排列組合方式；③可能蘊(yùn)含著遺傳信息。20世紀(jì)30年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：①DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子；②組成DNA的脫氧核苷酸有4種；③每種脫氧核苷酸都有特定的堿基。由于對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰了解，蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

1、肺炎鏈球菌多糖莢膜菌落表面特征毒性S型細(xì)菌R型細(xì)菌有光滑有無粗糙無課本P43相關(guān)信息細(xì)菌

無莢膜

有莢膜

2、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——格里菲思小鼠不死亡小鼠死亡，體內(nèi)分離出S型活菌小鼠不死亡小鼠死亡，體內(nèi)分離出S型活菌S型活菌R型活菌加熱致死的S型菌R型活菌與加熱致死的S型菌說明R型細(xì)菌無毒說明S型細(xì)菌有毒說明加熱致死的S型細(xì)菌無毒說明R型菌被轉(zhuǎn)化成了S型菌根據(jù)單一變量原則，4組實(shí)驗(yàn)中可以找出哪些對(duì)照？可以得到哪些結(jié)論？分析實(shí)驗(yàn)對(duì)照：第一組和第二組對(duì)照，說明

。第二組和第三組對(duì)照，說明

。第四組小鼠死亡是由于體內(nèi)有S型活細(xì)菌，那么S型活細(xì)菌是怎么來的？加熱殺死的S型細(xì)菌R型活細(xì)菌S型活細(xì)菌起死回生？直接轉(zhuǎn)化？促使轉(zhuǎn)化R型細(xì)菌無致病性，S型細(xì)菌有致病性，能使小鼠死亡加熱殺死的S型細(xì)菌不能使小鼠死亡格里菲思實(shí)驗(yàn)結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子這種性狀的轉(zhuǎn)化是可遺傳的“轉(zhuǎn)化因子”是什么？S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進(jìn)入R型菌重組R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性無法恢復(fù)。知識(shí)拓展注意：只是少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。3、艾弗里（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）

這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家艾弗里在格里菲斯的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)。將加熱致死的S型菌破碎后，首先設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物，然后作用于R型細(xì)菌，觀察它們的作用，才能確定DNA是不是遺傳物質(zhì)。3、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——艾弗里

3、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——艾弗里

1：加熱致死的S型細(xì)菌細(xì)胞提取物可能有哪些成分？蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)、DNA。2：第一組實(shí)驗(yàn)有什么作用？作空白對(duì)照3：第一組實(shí)驗(yàn)說明了什么？說明S型的細(xì)胞提取液在體外培養(yǎng)可以將R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌4：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后培養(yǎng)基中是否全是S型菌？只是部分R型菌被轉(zhuǎn)化3、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——艾弗里

5：第二組到第五組實(shí)驗(yàn)加入的酶有什么作用？6：第二組到第四組實(shí)驗(yàn)說明什么？蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子破壞細(xì)胞提取物中相應(yīng)的蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)和DNA。3、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——艾弗里

7：第五組實(shí)驗(yàn)說明什么？DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生遺傳變化的物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子)。3、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）——艾弗里

1.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時(shí)證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；2.S型細(xì)菌的DNA不能使小鼠致死。自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”

加法原理①與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素②例如在必修一酶一節(jié)中“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別做了加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理；減法原理①與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素②例如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)細(xì)菌位置在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)對(duì)照R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的致病性對(duì)照S型細(xì)菌各組成成分的作用進(jìn)行對(duì)照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)，與用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化每個(gè)實(shí)驗(yàn)組用酶解法特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較

艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由