【同步課堂】2024-2025學年高一生物下冊課件：3.1 DNA是主要的遺傳物質（第1課時）-（人教版2019必修2）

基因的本質第3章第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質本節(jié)聚焦科學家是怎樣證明DNA是遺傳物質的？為什么說DNA是主要的遺傳物質？你對科學發(fā)現(xiàn)的過程和方法有哪些領悟?問題探討20世紀中葉，科學家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質和DNA組成的。在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？這個問題曾引起生物學界激烈的爭論。1.你認為遺傳物質應該具有什么特點？2.你認為要想說明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？遺傳物質應能夠儲存大量的遺傳信息，可以準確地復制，并傳遞給下一代，結構比較穩(wěn)定等。例如，將待定的遺傳物質轉移給其他生物，觀察后代的性狀表現(xiàn)等。一、對遺傳物質的早期推測1.20世紀20年代：蛋白質是生物體的遺傳物質（蛋白質中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊含著遺傳信息）一、對遺傳物質的早期推測

2.20世紀30年代：科學家本可以意識到DNA的重要性（不了解DNA的結構。蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位）腺嘌呤（A）P脫氧核糖鳥嘌呤（G）P脫氧核糖胸腺嘧啶（T）P脫氧核糖胞嘧啶（C）P脫氧核糖二、肺炎鏈球菌的轉化實驗1918年，歐洲暴發(fā)了“西班牙流感”，同年，美國也受到波及。事后統(tǒng)計，全球共有約5000萬人在這場大流感中喪生。這場災難的真正兇手雖然是甲型H1N1流感病毒，但最終導致人員死亡的真正病因就是由肺炎鏈球菌引起的細菌性肺炎。面對肺炎鏈球菌的肆虐，人們加快了疫苗研制的進度。1928年，英國細菌學家格里菲思（FrederickGriffith)發(fā)現(xiàn)了兩種不同的肺炎鏈球菌二、肺炎鏈球菌的轉化實驗1.肺炎鏈球菌的體內轉化實驗（格里菲思）FrederickGriffith

S型鏈球菌（smooth）R型鏈球菌（rough）

肺炎鏈球菌

菌落莢膜毒性R型細菌菌落S型細菌菌落粗糙光滑無有無有二、肺炎鏈球菌的轉化實驗S型R型二、肺炎鏈球菌的轉化實驗1.肺炎鏈球菌的體內轉化實驗將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射小鼠死亡分析實驗現(xiàn)象，提出小鼠之死的可能假說，設計實驗驗證假說假說：①R型活細菌導致小鼠死亡。②加熱殺死的S型菌導致小鼠死亡。③R型活細菌與加熱致死的S型共同起作用導致小鼠死亡。驗證：用R型活細菌或熱殺死的S型菌分別注射小鼠，觀察現(xiàn)象。二肺炎鏈球菌的轉化實驗1.肺炎鏈球菌的體內轉化實驗將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射R型活細菌加熱致死的S型細菌S型活細菌二肺炎鏈球菌的轉化實驗1.肺炎鏈球菌的體內轉化實驗無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后，轉化為有毒性的S型活細菌，而且這種性狀的轉化是可以遺傳的。（1）前兩組實驗的作用？（2）第3組實驗與哪一組形成對照？說明什么問題？（3）第4組實驗與哪一組結果相同？說明什么，如何驗證？（4）第4組結果出現(xiàn)的原因是什么？對照。與第二組，說明只有活的S型細菌可以使小鼠患敗血癥死亡。與第二組，說明第四組產(chǎn)生了活的S型細菌，可以在尸體中分離到S型細菌。加熱殺死S型菌加熱殺死的S型菌含有促成轉化的活性物質—“轉化因子”R型活菌S型活菌轉化二肺炎鏈球菌的轉化實驗1.肺炎鏈球菌的體內轉化實驗多糖脂質蛋白質RNADNA……多糖蛋白質RNADNA脂質加熱殺死的S型菌體內含有多種物質，究竟誰是轉化因子？2.肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里）二肺炎鏈球菌的轉化實驗設法去除S型細菌的各組分后分別與R型活細菌混合培養(yǎng)，觀察是否具有轉化活性。第五組實驗結果：①只有加入DNA才轉化；②DNA越純，轉化越有效；③用DNA酶處理DNA，DNA的水解產(chǎn)物核苷酸不能轉化。艾弗里的肺炎雙球菌實驗證明了DNA是遺傳物質二、肺炎鏈球菌的轉化實驗艾弗里等人進一步分析了細胞提取物的理化特性，發(fā)現(xiàn)這些特性都與DNA的極為相似，于是得出結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質。二、肺炎鏈球菌的轉化實驗科學方法自變量控制中的”加法原理”和“減法原理”1.加法原理①與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。②在”比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加熱、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理。2.減法原理①與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素。②在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質。OswaldTheodoreAvery二、肺炎鏈球菌的轉化實驗有的人獲得諾貝爾獎，是為自己增輝，有的人獲獎卻是為諾貝爾獎增輝。艾弗里沒有獲得諾貝爾獎，是諾貝爾獎的遺憾，不是艾弗里的遺憾。艾弗里等人的實驗不僅揭開了“格里菲思之謎”，并且在世界上第一次用實驗結果確切地證明遺傳基因就在DNA上。從格里菲斯發(fā)現(xiàn)轉化現(xiàn)象，到艾弗里發(fā)現(xiàn)轉化與DNA密切相關，中間過去了十六年。二、肺炎鏈球菌的轉化實驗噬菌體侵染細菌實驗但由于提純所得到的DNA純度并非100%，就連艾弗里自己在1944年所發(fā)表的論文中也謹慎地指出“當然也有可能，前面談到的這種物質的生物學活性并不是核酸的一種遺傳特性，而是由于某些微量的其他物質所造成的”。但同時，他也自信地指出“有可靠的證據(jù)充分說明它(DNA)實際上就是轉化因素”?？上У氖牵捎诘鞍踪|雜質的存在，這一劃時代的研究成果在當時并未很快被科學家所接受。不過，對DNA作用的懷疑主要還是來自于“DNA無法承擔攜帶復雜的遺傳信息的任務”這一根深蒂固的認識。不幸的是，當時生物化學界的權威列文由于受到計量精度的限制，誤以為4種堿基含量都是一樣的，提出了4種核苷酸組合成一個單元，然后這些單元聚合形成DNA的“四核苷酸假說”，這樣的DNA就與糖原一樣，是同一結構高度重復的多聚體(ATCGATCG……的高度重復)，很難想象它能承載復雜的遺傳信息第一節(jié)（一）DNA是主要的遺傳物質一、對遺傳物質的早期推測二、肺炎鏈球菌轉化