【區(qū)級(jí)公開(kāi)課課件】3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)（第一課時(shí)）（人教版2019必修2）

1、 基因的本質(zhì)第第3章章第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)本節(jié)聚焦科學(xué)家是怎樣證明DNA是遺傳物質(zhì)的？為什么說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)？你對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程和方法有哪些領(lǐng)悟?推薦閱讀赫爾希-蔡斯實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明“蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”？問(wèn)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(wèn)題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。1.你認(rèn)為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點(diǎn)？2.你認(rèn)為要想說(shuō)明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？遺傳物質(zhì)應(yīng)能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制，并傳遞給下一代，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。例如，將待定的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移給其他生物，觀察后代的性狀表現(xiàn)等。一

2、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)1.20世紀(jì)20年代： 蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)（蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊(yùn)含著遺傳信息）一 對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)2.20世紀(jì)30年代： 科學(xué)家本可以意識(shí)到DNA的重要性（不了解DNA的結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位）腺嘌呤腺嘌呤（A）P脫氧核糖脫氧核糖鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤（G）P脫氧核糖脫氧核糖胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T）P脫氧核糖脫氧核糖胞嘧啶（胞嘧啶（C）P脫氧核糖脫氧核糖二 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（格里菲思）Frederick Griffith 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(xì)菌

3、菌落S型細(xì)菌菌落粗糙粗糙光滑光滑無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)有有二 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射小鼠死亡分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出小鼠之死的可能假說(shuō)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)假說(shuō)：R型活細(xì)菌導(dǎo)致小鼠死亡。加熱殺死的S型菌導(dǎo)致小鼠死亡。R型活細(xì)菌與加熱致死的S型共同起作用導(dǎo)致小鼠死亡。驗(yàn)證：用R型活細(xì)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射R型活細(xì)菌加熱致死的S型細(xì)菌S型活細(xì)菌二 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合

4、后，轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌，而且這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。（1）前兩組實(shí)驗(yàn)的作用？（2）第3組實(shí)驗(yàn)與哪一組形成對(duì)照？說(shuō)明什么問(wèn)題？（3）第4組實(shí)驗(yàn)與哪一組結(jié)果相同？說(shuō)明什么，如何驗(yàn)證？（4）第4組結(jié)果出現(xiàn)的原因是什么？對(duì)照。與第二組，說(shuō)明只有活的S型細(xì)菌可以使小鼠患敗血癥死亡。與第二組，說(shuō)明第四組產(chǎn)生了活的S型細(xì)菌，可以在尸體中分離到S型細(xì)菌。加熱殺死S型菌加熱殺死的S型菌含有促成轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)“轉(zhuǎn)化因子”R型活菌 S型活菌轉(zhuǎn) 化二 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)多糖脂質(zhì) 蛋白質(zhì)RNA DNA多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)加熱殺死的S型菌體內(nèi)含有多種物質(zhì)，究竟誰(shuí)是轉(zhuǎn)化因子？2

5、.肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（艾弗里）二 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)法去除S型細(xì)菌的各組分后分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察是否具有轉(zhuǎn)化活性。第五組實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 只有加入DNA才轉(zhuǎn)化； DNA越純，轉(zhuǎn)化越有效； 用DNA酶處理DNA，DNA的水解產(chǎn)物核苷酸不能轉(zhuǎn)化。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里等人進(jìn)一步分析了細(xì)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(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)?？茖W(xué)方法自變量控制中的”加法原理”和“減法原理”1.加法原理與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。在”比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加熱、滴加FeCl

6、3溶液、滴加肝臟研磨液的處理。2.減法原理與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素。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)。Oswald Theodore Avery二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)有的人獲得諾貝爾獎(jiǎng)，是為自己增輝，有的人獲獎(jiǎng)卻是為諾貝爾獎(jiǎng)增輝。艾弗里沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)，是諾貝爾獎(jiǎng)的遺憾，不是艾弗里的遺憾。艾弗里等人的實(shí)驗(yàn)不僅揭開(kāi)了“格里菲思之謎”，并且在世界上第一次用實(shí)驗(yàn)結(jié)果確切地證明遺傳基因就在DNA上。從格里菲斯發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，到艾弗里發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化與DNA密切相關(guān)，中間過(guò)去了十六年。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)但由于提純所得到的

7、 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(jǐn)慎地指出“當(dāng)然也有可能， 前面談到的這種物質(zhì)的生物學(xué)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(zhì)所造成的”。但同時(shí)， 他也自信地指出“有可靠的證據(jù)充分說(shuō)明它( DNA) 實(shí)際上就是轉(zhuǎn)化因素” ?？上У氖?， 由于蛋白質(zhì)雜質(zhì)的存在， 這一劃時(shí)代的研究成果在當(dāng)時(shí)并未很快被科學(xué)家所接受。不過(guò)， 對(duì) DNA 作用的懷疑主要還是來(lái)自于“DNA無(wú)法承擔(dān)攜帶復(fù)雜的遺傳信息的任務(wù)”這一根深蒂固的認(rèn)識(shí)。不幸的是， 當(dāng)時(shí)生物化學(xué)界的權(quán)威列文由于受到計(jì)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(gè)單元， 然后這些單元聚合形成 DNA 的“四核苷酸假說(shuō)”， 這樣的DNA 就與糖原一樣， 是 同 一 結(jié) 構(gòu) 高 度 重 復(fù) 的 多 聚 體( ATCGATCG的高度重復(fù)) ， 很難想象它能承載復(fù)雜的遺傳信息第一節(jié)（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的