人教版 生物必修二 3.1 DNA是主要的遗传物质
一、教学目标
1．知识目标：说出“DNA是主要的遗传物质”的探索过程
2．能力目标：探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用
二、教学重点难点
1．教学重点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程
2．教学难点：
（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质
三、教学方法
讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳
四、课时安排：1课时
五、教学过程
（课件展示商品条形码）
请同学们看屏幕，这是什么？它们有什么作用呢？
学生根据日常生活经验获取的信息回答：条形码，它们包括商品名称、价格、生产日期、
产地信息等。
那么，在生物体内，有没有类似商品条形码这样隐含着生命信息的“条形码”呢？
它便是我们熟悉而陌生的遗传物质。
通过对孟德尔规律的学习以及细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程，我们已经知道生
物的遗传和变异与细胞中的染色体有关，人们认识到染色体在生物的传宗接代中具有重要作用。
染色体的主要成分是蛋白质和DNA，那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？大家翻开课本42
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。组成生物体的氨基酸种类大概有20种。
20世纪30年代：
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。组成DNA的脱氧核苷酸有4种。
但由于对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。那么蛋白质和DNA，谁是遗传物质？21世纪教育网版权所有
接下来我们就通过科学家们的实验一起来探究一下。
二、肺炎双球菌转化实验
1. 肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思
1928年，英国科学家格里菲思用一种细菌——肺炎双球菌进行了实验。
出示R型细菌和S型细菌的菌体
肺炎双球菌有两种类型：一种是S型细菌，它的菌落光滑，菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的球型菌，可以直接引起人患肺炎和小鼠患败血症而死亡；另一种是R型细菌，它实际是肺炎双球菌的突变型，它已丧失了合成具有保护作用的荚膜，因此它无毒性，菌落粗糙。
［过程探究1］肺炎双球菌体内转化实验：
A. R活 小鼠不死亡
B. S活 小鼠死亡,分离出S活
C. S死 小鼠不死亡
D. R活+S死 小鼠死亡,分离出S活
（1）对比A.B组的实验现象，说明了？
S型细菌使小鼠死亡
（2）你如何理解C组中的加热杀“死”？
所谓的死只是它没有了独立的感染能力，并不代表转化因子被彻底破坏。
（3）为什么D组会出现S型细菌？
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌。
［知识建构1］
格里菲思推论: 被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。21教育网
哪种物质是转化因子？
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
但究竟哪一个才是转化因子呢？
单凭格里菲思实验还不能证明DNA就是遗传物质。因为杀死的S型细菌中含有蛋白质、多糖以及DNA等物质，还不能说明是那种素质起了“转化因子”的作用。
艾弗里在格里菲思的基础上又进行了进一步的实验。
［过程探究2］艾弗里的实验分析：
艾弗里及其同事的设计思路是什么？ 艾弗里和他的同事设法才S型活细菌中提取DNA、蛋白质、多糖及无机物，分别于R
型细菌混合培养，其结果是，只有加入DNA的培养基中，R型细菌才能转化为S型细菌。
只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。这一结果表明：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质21cnjy.com
［知识建构2］DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
艾弗里的实验引起人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。21·cn·jy·com
有没有比细菌更为简单的实验材料？
三、噬菌体侵染细菌的实验
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新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。www.21-cn-jy.com
1. T2噬菌体的结构模式图
课件展示T2噬菌体的结构，学生阅读教材44页，了解T2噬菌体的结构和化学组成。T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门寄生在细菌体内的病毒，而细菌是一种单细胞的原核生物。
2. 研究方法：同位素标记法
DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？
蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S（ 标记35S ）
DNA的组成元素：C、H、O、N 、P（ 标记32P ）
3. T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程
第一步：标记大肠杆菌
① 细菌 + 含 35S 的培养基 含 35S 的细菌
② 细菌 + 含 32P 的培养基 含 32P 的细菌
第二步：标记噬菌体(标记细菌分别培养噬菌体)
① 噬菌体 + 含 35S 的细菌 含 35S 的噬菌体
② 噬菌体 + 含 32P 的细菌 含 32P 的噬菌体
第三步：实验过程
① 用放射性同位素 35S 标记噬菌体外壳蛋白质
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
② 用放射性同位素 32P 标记噬菌体内部DNA
说明DNA进入到细菌内去了
［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验：
① ② 两组实验结果:
亲代噬菌体
子代噬菌体
实验结论
第一组实验
35S 标记蛋白质
外壳蛋白质无35S 标记
DNA分子才是真正的遗传物质
第二组实验
32P 标记DNA
DNA有32P 标记
［知识建构3］DNA才是真正的遗传物质
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
遗传物质是不是只有一种？某些不含DNA的病毒，其遗传物质又是什么呢？下面请同学们看这个实验。
背景知识：烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
［过程探究4］烟草花叶病毒重建实验
［知识建构4］烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA
[知识建构5]
1. 大多数生物以 DNA 为遗传物质
2. 烟草的遗传物质是 ___ DNA ____
3. 细菌的遗传物质是 ____ DNA ___
4. 一切生物的遗传物质是 __核酸____
5. 病毒的遗传物质是 ___ DNA 或RNA______
课堂小结
核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。
人教版 生物必修二 第三章第一节 DNA是主要的遗传物质
课时训练
一、选择题（共10道，每题10分，将答案填写在后面的表格里）
1．某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：
① S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠
② R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
③ R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌→的DNA注射入小鼠
④ S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌→的DNA注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A. 存活，存活，存活，死亡 B. 存活，死亡，存活，死亡
C. 死亡，死亡，存活，存活 D. 存活，死亡，存活，存活
2．如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的结构成
分中，能够找到放射性元素的为
A. 可在外壳中找到15N和35S、3H B. 可在DNA中找到3H、15N、32P
C. 可在外壳中找到15N和35S D. 可在DNA中找到15N、32P、35S
3．下列对肺炎双球菌和T2噬菌体的相关描述中，正确的是( )
A. T2噬菌体可寄生在乳酸菌体内 B. T2噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成
C. R型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑 D. S型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡
4． 在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌能促成R型细菌发生转化。这个事实能证明( )
A. S型细菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定
B. S型细菌的蛋白质的结构特别稳定
C. S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定一些
D. 任何条件都不能破坏S型细菌DNA的结构
5．下列关于遗传物质的说法中，正确的是（ ）
A. 肺炎双球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
B. 在噬菌体侵染细菌的实验中，最关键的设计思路是让DNA和蛋白质混合作用于细菌
C. 真核生物的遗传物质都是DNA，原核生物的遗传物质是DNA或RNA中的一种
D. 在小肠内，食物中的DNA主要是以核糖核苷酸形式通过主动运输被吸收进入血液的
6. 能证明RNA是遗传物质的实验是( )
A. 烟草花叶病毒侵染实验 B. 噬菌体侵染细菌实验
C. 豌豆杂交实验 D. 肺炎双球菌的转化实验
7. 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是（ ）
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
8. 噬菌体侵染细菌的过程中，能证明DNA分子是遗传物质的关键步骤是( )
①噬菌体将自己的DNA注入细菌体内
②噬菌体的DNA利用细菌体内的成分复制出DNA和蛋白质外壳
③新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体
④释放子代噬菌体
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
9. 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的结论不正确的是
A. 说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA
B. 说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C 说明了R型活细菌是无毒性的
D. 说明了加热杀死的S型细菌是无毒的
10. 如图表示用同位素32P、35S分别标记T2噬菌体DNA和大肠杆菌的蛋白质（氨基酸），然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体（10～1 000个）与母代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA分子和蛋白质分子肯定不含有的标记元素是（ ）
A.31P B.32P C.32S D.35S
班别： 姓名： __ 座号：__________ 分数：_____________
一、选择题答题卡
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
B
C
A
A
C
C
A
C
课件29张PPT。条形码 19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的 性状是由 基因 控制的? 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。 20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由
蛋白质和DNA （成分）组成。蛋白质DNA染色体第三章 第一节
DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。
20世纪30年代：
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 但由于对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。 蛋白质和DNA，谁是遗传物质?20种4种实验材料：两种肺炎双球菌 R型细菌
菌落:粗糙，
无荚膜，无毒S型细菌
菌落:光滑，
有荚膜，有毒，可致死1. 肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思二、肺炎双球菌转化实验 所谓的死只是它没有了独立的感染能力，
并不代表转化因子被彻底破坏。 加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌。S型细菌使小鼠死亡（1）对比A.B组的实验现象，说明了？（2）你如何理解C组中的加热杀“死”？［过程探究1］肺炎双球菌体内转化实验： （3）为什么D组会出现S型细菌？ 被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种“转化因
子”，能将无毒性的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。在杀死的S型细菌中含有哪些物质？但究竟哪一个才是转化因子呢？格里菲思推论:2. 肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里2. 肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里2. 肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里［过程探究2］艾弗里的实验过程与结果：
分别与R型活细菌混合培养多数 少数 DNA的纯度越高，转化就越有效。 ? 只在A组中出现S型细菌,说明了什么? 只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌有没有可能是DNA上仍沾有的0.02%蛋白质是转化因子呢？ 有没有比细菌更为简单的实验材料？［过程探究2］艾弗里的实验分析：
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质T2噬菌体中
60%是蛋白质,
40%是DNA1. T2噬菌体的结构模式图三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年 1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验： 同位素标记法2. 研究方法：蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P （ 标记32P ）（ 标记35S ）② 细菌 + 含 32P 的培养基含 32P 的细菌① 噬菌体 + 含 35S 的细菌
② 噬菌体 + 含 32P 的细菌3. T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程第一步：标记大肠杆菌含 35S 的细菌① 细菌 + 含 35S 的培养基第二步：标记噬菌体(标记细菌分别培养噬菌体)含 35S 的噬菌体含 32P 的噬菌体蛋白质含35S
的噬菌体细菌
(未标记)上清液(含T2噬菌体颗粒)沉淀(被感染的细菌
和新形成的噬菌体)说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内① 用放射性同位素 35S 标记噬菌体外壳蛋白质——含放射性物质35S——未检测到35S第三步：实验过程+DNA含32P
的噬菌体细菌
(未标记)——未检测到32P——检测到32P② 用放射性同位素 32P 标记噬菌体内部DNA+上清液(含T2噬菌体颗粒)沉淀(被感染的细菌
和新形成的噬菌体)说明DNA进入到细菌内去了［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验： 第一组 实验第二组
实验亲代噬菌体35S
标记蛋白质32P
标记DNA 子代噬菌体外壳蛋白质
无35S标记DNA有32P
标记实验结论DNA分子才
是真正的
遗传物质 ① ② 两组实验结果: DNA才是真正的遗传物质所有生物的遗传物质都是DNA吗？ ［过程探究4］烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA流感病毒艾滋病病毒SARS病毒烟草花叶病毒DNADNADNA核酸DNA或RNA2. 烟草的遗传物质是 _______1. 大多数生物以 为遗传物质3. 细菌的遗传物质是 _______4. 一切生物的遗传物质是 ______5. 病毒的遗传物质是 _________[知识建构5] 核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸
（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作
为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。 课堂小结课堂练习格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，
证实了（ ）
① DNA是遗传物质 ② RNA是遗传物质
③ DNA是主要的遗传物质
④ 蛋白质不是遗传物质
⑤ 糖类不是遗传物质
⑥ DNA能产生可遗传的变异
A ①④⑤⑥ B ②④⑤⑥
C ②③⑤⑥ D ③④⑤⑥ A 2. 噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要( )
A.噬菌体的DNA和氨基酸
B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
C.细菌的DNA和氨基酸
D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸 B 3. 将有荚膜的S型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会 导致小白鼠因 _________ 而死亡，而无荚膜的 R型细菌注入到小白鼠体内,小鼠 _____，但如果 将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入 到小白鼠体内则小鼠 ______，此实验说明S型 细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的 ________，经实验证明这种物质是______。患败血症正常死亡转化因子DNA
