3.1DNA是主要的遗传物质（第2课时）课件(共35张PPT2个视频)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共35张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
（第二课时）
第三章基因的本质
目标
01
02
03
掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；体验探究生物遗传物质的实验思路；分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。
（科学思维、科学探究）
认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。（社会责任）
通过肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染等实验认同DNA是主要的遗传物质。（生命观念）
学习目标
不死亡
死亡
不死亡
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加热杀死的S型细菌含有某种促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。
②这种性状的转化是可以遗传的。
温故知新：肺炎链球菌体内转化实验
第一组
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
第二至四组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
+
混合
混合
第五组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
+
混合
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
S型细菌
R型细菌
S型细菌
R型细菌
只长R型细菌
实验结论：
（1）DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
（2）蛋白质等其他物质不是遗传物质。
温故知新：肺炎链球菌体外转化实验
情景材料一
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
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 噬菌体侵染细菌实验
噬菌体侵染细菌实验所用实验材料是什么？有哪些优点？
通过阅读教材文字及示意图，归纳概括噬菌体侵染细菌的实验步骤。
归纳赫尔希和蔡斯的实验运用的科学实验方法。
尝试分析35S标记组、32P标记组放射性主要出现放射性在离心管中的位置。
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P44-46，小组合作思考讨论完成问题。
一、噬菌体侵染细菌实验
一、噬菌体侵染细菌实验
（一）科学家：
赫尔希
蔡斯
1952年
噬菌体
利用放射性同位素标记技术，另一个有说服力的实验
一、噬菌体侵染细菌实验
（二）实验材料：
T2噬菌体
尾部
头部
DNA
蛋白质
（1）优点：
①
是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
②
③
④
头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA。
在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
一、噬菌体侵染细菌实验
（二）实验材料：
T2噬菌体
T2噬菌体增殖过程（视频）
吸附
合成
组装
释放
注入
问题1：T2噬菌体哪一种物质进入了大肠杆菌体内？（是DNA还是蛋白质）
T2噬菌体增殖过程
一、噬菌体侵染细菌实验
（三）科学方法：
放射性同位素标记法
DNA和蛋白质哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
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
（C、H、O、N、S）
——用32P标记
——用35S标记
尾部
头部
DNA
蛋白质
（C、H、O、N、P）
问题2：能不能标记C、H、O、N？
一、噬菌体侵染细菌实验
（四）实验过程：
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程（视频）
（四）实验过程
一、噬菌体侵染细菌实验
（四）实验过程：
问题3：怎样标记噬菌体呢？能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体。
第一步：培养带标记的噬菌体：
含放射性同位素35S培养基
培养大肠杆菌
大肠杆菌（含35S）
T2噬菌体（含35S）
培养噬菌体
含放射性同位素32P培养基
培养大肠杆菌
大肠杆菌（含32P）
T2噬菌体（含32P）
培养噬菌体
一、噬菌体侵染细菌实验
（四）实验过程：
第二步：标记的噬菌体侵染细菌：
35S标记噬菌体组
35S标记的噬菌体
用35S标记的噬菌体与普通大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
实验结果分析 搅拌的目的
离心的目的
上清液放射性很高说明什么
沉淀物放射性很低说明什么
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层
说明T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌
搅拌不充分
不能证明蛋白质不是遗传物质。
一、噬菌体侵染细菌实验
（四）实验过程：
第二步：标记的噬菌体侵染细菌：
32P标记噬菌体组
32P标记的噬菌体
子代噬菌体中含32P
用32P标记的噬菌体与普通大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
实验结果分析 沉淀物放射性很高
上清液放射性很低
说明T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
说明DNA是真正的遗传物质
一、噬菌体侵染细菌实验
（五）实验结论：
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液
沉淀物
子代噬菌体
结论 放射性高
无放射性
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
◇蛋白质没有进入细菌细胞
◇DNA进入到细菌的细胞中
◇DNA才是噬菌体的遗传物质
不能证明蛋白质不是遗传物质
合作探究二：通过以上学习，请小组合作思考讨论完成问题。
一、噬菌体侵染细菌实验
1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
一、噬菌体侵染细菌实验
问题1：艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，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，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
问题2：从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）
一、噬菌体侵染细菌实验
问题3：艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
（1）艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。
（2）赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。
（3）启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
肺炎链球菌 体内转化实验 肺炎链球菌 体外转化实验 噬菌体侵
染细菌实验
实验者
思 路 分离方式
结 论
设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
酶解法:
分别加入到R型菌中
同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
三个经典实验比较
一、噬菌体侵染细菌实验
　实战训练　
1. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（ ）
A. DNA是遗传物质
C. 病毒中有DNA，但没有蛋白质
B. 遗传物质包括蛋白质和DNA
D. 细菌中有DNA，但没有蛋白质
　实战训练　
2.一个噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是(细菌体内含有32S和31P两种元素)（ ）
A.蛋白质外壳含有35S和32S，DNA中只含有32P
B.蛋白质外壳只含有32S，DNA中只含有32P
C.蛋白质外壳含有35S和32S，DNA中含有32P和31P
D.蛋白质外壳只含有32S，DNA中含有32P和31P
　实战训练　
3.如图为“噬菌体侵染大肠杆菌实验”的实验流程，第一组实验用的是35S标记的噬菌体，第二组实验用的是32P标记的大肠杆菌。则下列关于该实验的描述，理论上正确的是(　　)
A.第一组实验的上清液中放射性强，沉淀物中无放射性
B.第二组实验的上清液和沉淀物中均无放射性
C.实验中噬菌体是用35S直接标记的
D.35S标记的是噬菌体的DNA，32P
标记的是大肠杆菌的蛋白质
　实战训练　
4.下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是(　　)
A．本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C．实验中采用搅拌和离心等操作是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA，不是蛋白质
情景材料二
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： 只有DNA是遗传物质吗？下面这些生物的遗传物质是什？
流感病毒
COVID--19
（HIV）
SARS病毒
RNA
蛋白质
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
二、RNA是遗传物质的证明实验
（一）实验材料：
烟草花叶病毒、烟草
（二）实验过程：
得到全新病毒
不能得到病毒
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
蛋白质1
TMV2
RNA2
蛋白质2
蛋白质1+RNA2
TMV2
TMV1
RNA
蛋白质2+RNA1
TMV1
烟草花叶病毒重建实验示意图
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
拓展延伸
　实战训练　
5.病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建形成杂种病毒丙(如图所示)，用病毒丙去感染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是
　实战训练　
6.下图是对某种高等植物的病原体的遗传过程实验,实验表明这种病原体(　　)
A.寄生于细胞内,通过RNA遗传
B.寄生于细胞之间,通过蛋白质遗传
C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传
D.寄生于细胞之间,通过RNA遗传
项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸种类 碱基 种类 类型 核苷酸种类 碱基
种类
细胞 生物 真核细胞 DNA和RNA ____ ___ DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5 _____ ___ ___
非细胞生物 (病毒) DNA病毒 DNA 4 4 _____ ___ ___
RNA病毒 RNA ___ ___ RNA 4 4
8
5
DNA
4
4
DNA
4
4
4
4
绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
真核生物、原核生物及病毒的核酸类型
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
课堂小结
　实战训练　
7.1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，有关该实验的说法正确的是(　　)
A．35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，上清液中的放射性会降低
B．35S标记的噬菌体侵染实验中，若离心时间短或转速过慢，沉淀物中的放射性会降低
C．32P标记的噬菌体侵染实验中，搅拌时间过长或过短都会降低沉淀物中的放射性
D．32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会降低上清液的放射性
　实战训练　
8.某同学模拟赫尔希和蔡斯做了如图所示的实验，下列有关分析正确的是(　　)
A.35S标记的是DNA
B.图示实验过程并不能证明DNA是遗传物质
C.上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高
D.沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中的搅拌程度无关
　实战训练　
9.下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述正确的是(　 　)
A.格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术
C.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是生物界中主要的遗传物质
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质
　实战训练　
10.关于遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．遗传物质是染色体的组成成分，但不是染色质的组成成分
B．没有DNA的生物，也就没有遗传物质
C．原核生物的遗传物质是RNA
D．凡有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA
　实战训练　
11.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．3和4 B．1、3和4
C．2、3和4 D．1、2、3和4