3.1DNA是主要的遗传物质（第1课时）课件(共33张PPT3个视频)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共33张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
（第一课时）
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
遗传物质探索之路
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。
约翰逊
把遗传因子命名为基因
1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。
1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。
20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分DNA和蛋白质。
问题1：在这两种给物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
对遗传物质的早期推测
情景材料一
蛋白质
DNA
基本单位：常见的21种氨基酸
基本单位：4种脱氧核苷酸
20世纪20年代支持率很高
20世纪30年代,少数支持
问题2：你认为遗传物质可能具有什么特点？
①储存大量的遗传信息;②可以准确地复制，并传递给下一代;③结构比较稳定
对遗传物质的早期推测
情景材料一
蛋白质
DNA
基本单位：常见的21种氨基酸
基本单位：4种脱氧核苷酸
20世纪20年代支持率很高
20世纪30年代,少数支持
问题3：你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
情景视频一
对遗传物质的早期推测（视频）
一、对遗传物质的早期推测
首先向“遗传物质是蛋白质”提出挑战的科学家有哪些？
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
“我们表示怀疑！”
问题3：他们做了什么实验？
美.艾弗里
英.格里菲思
二、肺炎链球菌的转化实验
观点：遗传物质是蛋白质
肺炎链球菌体内转化实验所用实验材料有哪些？S型和R型细菌有什么区别？
第四组活的S型细菌是如何出现的？
对比一组和二组、三组和四组的实验现象，你能得到什么结论？
本实验能得出什么结论？
2
3
4
1
合作探究一：请同学们自主阅读教材P43，小组合作思考讨论完成问题。
一、发酵工程的形成
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无毒性
表面光滑
表面粗糙
有
无
多糖类的荚膜
二、肺炎链球菌的转化实验
（一）体内转化实验：
（1）科学家：
1928年【英】 格里菲斯
（2）实验材料：
肺炎链球菌
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
说明加热致死的S型细菌无毒
说明S型细菌有毒
说明R型细菌无毒
说明加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子使R型细菌转化成了S型细菌
对照原则、单一变量原则
（3）实验过程：
（一）体内转化实验：
二、肺炎链球菌的转化实验
（一）体内转化实验：
格里菲思肺炎链球菌体内转化实验（视频）
二、肺炎链球菌的转化实验
（一）体内转化实验：
（4）实验材料：
加热杀死S型菌
R型活菌 S型活菌
转化
格里菲斯推断：
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。
问题4：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哪一种物质，你该如何设计这个实验？
二、肺炎链球菌的转化实验
（二）体外转化实验：
（1）科学家：
1944年【美】 艾弗里
（2）实验材料：
肺炎链球菌
（3）实验思路：
RNA
脂质
多糖
将DNA与蛋白质等其他物质分开,单独、直接地观察它们的作用。
S型细菌组分图
二、肺炎链球菌的转化实验
（二）体外转化实验：
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
对照原则、单一变量原则
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。
（4）实验过程：
（二）体外转化实验：
二、肺炎链球菌的转化实验
（二）体外转化实验：
（5）注意事项：
艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数。
S型细菌的DNA不能使小鼠致死。
问题5：在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中他用到了什么科学方法？
减法原理
加法原理
含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
举例：在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
二、肺炎链球菌的转化实验
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
R型细菌转化为S型细菌的本质：
基因重组
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
拓展延伸
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用酶解法特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 ①所用材料相同 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
肺炎链球菌转发实验
1928年，格里菲斯肺炎链球菌小鼠体内转化实验
体内转化实验
加热杀死的S型细菌有某种转化因子促使R型活细菌转化为S型活细菌
20世纪40年代，艾弗里
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
体外转化实验
课堂小结
　实战训练　
1．肺炎链球菌的转化实验证明了（ ）
A．DNA 是遗传物质 B．RNA 是遗传物质
C．蛋白质是遗传物质 D．糖类是遗传物质
2．肺炎链球菌的转化实验中，使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子是（ ）
A．荚膜 B．蛋白质
C．R 型细菌的 DNA D．S 型细菌的 DNA
　实战训练　
3.下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的说法正确的是(　　)
A．该实验证明从S 型肺炎链球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡
B．该实验中，加入S型肺炎链球菌DNA的培养基上只出现光滑型菌落
C．艾弗里提取的DNA中掺杂有非常少的蛋白质，实验没有完全排除蛋白质的作用
D．肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
　实战训练　
4.下列关于肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错误的是( )
A.需对S型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定
B.R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了基因重组
C.S型细菌的DNA使部分R型细菌转化为S型细菌
D.该实验的思路是将DNA和蛋白质分开，单独只观察DNA的作用
　实战训练　
5.下列有关肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )
A.T2 噬菌体是寄生在所有细菌体内的DNA
B.实验都利用了放射性同位素标记法
C.都能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D.实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开病毒
　实战训练　
6.格里菲思的肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述正确的是
A.S型肺炎链球菌的菌落表
面是粗糙的，R型肺炎链
球菌的菌落表面是光滑的
B.S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热致死的S型细菌后的小鼠
仍存活
C.从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D.该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
　实战训练　
7.艾弗里的实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，得出这一结论的关键是
A.用S型活细菌和加热致死的S型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B.用加热致死的S型细菌与无致病性的R型活细菌混合后注射到小鼠体内，
检测小鼠体内S型细菌的含量
C.从死亡小鼠体内分离获得了S型细菌
D.分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后加
入各培养基中培养R型细菌，观察是否发生转化
　实战训练　
8.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，对加热杀死的S型细菌的细胞提取物进行不同的处理后，再加入到有R型活细菌的培养基中，处理方法及培养结果如下表所示。由表可知（ ）
实验组号 处理方法 培养基中长菌情况
① 不处理 R型、S型细菌
② 加入蛋白酶 R型、S型细菌
③ 加入酯酶 R型、S型细菌
④ 加入RNA酶 R型、S型细菌
⑤ 加入DNA酶 R型细菌
A.本实验的自变量控制利用了“加法原理”
B.实验①和⑤说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去转化活性
C.实验①和⑤说明R型细菌的DNA是转化因子
D.实验①～⑤说明DNA是主要的遗传物质
　实战训练　
9.下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是（ ）
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
　实战训练　
10.艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中没有光滑菌落产生的是(　　)
A.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋RNA酶
B.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶
C.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋酯酶
D.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋DNA酶
　实战训练　
11.在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA并与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是(　　)
A.证明R型菌的生长并不需要S型活细菌的DNA
B.补充R型菌生长过程中所需要的营养物质
C.可以直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素
D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
　实战训练　
12.在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有(　　)
①有致病性的R型活细菌
②无致病性的R型活细菌
③有致病性的S型活细菌
④无致病性的S型活细菌
A.①④　 B.②③ C.③ D.①③
　实战训练　
13.在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌D