DNA是主要遺傳物質(zhì)【核心素養(yǎng)提升+備課精講精研】 高一生物人教版必修1

1提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律孟德爾2把“遺傳因子”命名為基因約翰遜3提出基因在染色體上的假說薩頓4實驗證明基因位于染色體上摩爾根科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質(zhì)5課前回顧：遺傳物質(zhì)的探索3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)第3章基因的本質(zhì)Which

one

do

you

want?生物

何劍鋒發(fā)展素養(yǎng)：通過對肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗、T2噬菌體侵染細菌等實驗的學(xué)習(xí)，認同科學(xué)結(jié)論的獲得離不開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛_鑿的實驗證據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)（新課標(biāo)素養(yǎng)）12理解概念：親代的遺傳信息是通過DNA遺傳給子代的。DNA是主要遺傳物質(zhì)3目標(biāo)：1.闡述肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論2.闡述噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程和結(jié)論對遺傳物質(zhì)的早期推測肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌的實驗RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)生物的遺傳物質(zhì)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。在這兩種給物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。問題探討1.你認為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？遺傳物質(zhì)應(yīng)能夠儲存大量的遺傳信息，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。2.你認為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些?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)等等。DNA蛋白質(zhì)染色質(zhì)

染色體

氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。

人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點。蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。意識到DNA的重要性，但對DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認識。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點占主導(dǎo)地位。20世紀(jì)20年代20世紀(jì)30年代一、對遺傳物質(zhì)的早期推測大多數(shù)科學(xué)家認為——蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)“我們表示懷疑！”艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗實驗材料：R型、S型肺炎鏈球菌和小白鼠項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無毒性表面光滑

Smooth表面粗糙

Rough有無莢膜的化學(xué)本質(zhì)是多糖多糖莢膜細胞的菌落無多糖莢膜（1928年，格里菲思）注射R型活細菌小鼠不死亡第一組注射S型活細菌小鼠死亡,從體內(nèi)分離出S型活細菌第二組注射加熱致死的S型細菌小鼠不死亡第三組小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌第四組將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射加熱殺死的S型細菌中，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”①對比第一、二組和第二、三組的實驗現(xiàn)象，這說明了什么？④什么使活R型細菌轉(zhuǎn)變成活的S型細菌？由于體內(nèi)有活的S型細菌的作用。活的R型細菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細菌。加熱殺死的S型細菌使活的R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。②第四組小鼠為什么會死亡呢？③第四組活的S型細菌如何出現(xiàn)？S型活細菌會使小鼠死亡。S型死細菌無毒

結(jié)論1.格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)S型細菌關(guān)鍵思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨的、直接的觀察它們的作用。要確定“轉(zhuǎn)化因子”是什么，關(guān)鍵思路是什么？有R型細菌的培養(yǎng)液S型細菌的細胞提取液+S型細菌R型細菌有R型細菌的培養(yǎng)液S型細菌的細胞提取液+S型細菌R型細菌混合混合有R型細菌的培養(yǎng)液S型細菌的細胞提取液+混合只長R型細菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）2.艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗第一組第二-四組第五組S型細菌的細胞提取物分別與R型細菌混合培養(yǎng)蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶R型、S型R型、S型R型、S型R型、S型R型“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。結(jié)論最大的困難是：如何徹底去除細胞中含有的某種物質(zhì)（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）

該實驗的設(shè)計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？遵循單一變量原則和對照原則。其巧妙之處在于：運用“減法原理”，即在每個實驗組人為去除某個影響因素后，觀察實驗結(jié)果的變化。p46頁1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。

思考：有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨去觀察它們的作用呢？噬菌體是一類感染細菌的病毒。噬菌體的類型很多，多數(shù)噬菌體含有DNA（雙鏈或單鏈均有），也有少數(shù)噬菌體含有RNA。T2噬菌體是專性寄生在大腸桿菌體內(nèi)的，含有雙鏈的DNA。DNA蛋白質(zhì)三、T2噬菌體侵染細菌的實驗1.噬菌體的結(jié)構(gòu)2.噬菌體侵染細菌的過程：吸附注入合成組裝釋放T2噬菌體只提供遺傳物質(zhì)(DNA)作為模板，脫氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大腸桿菌提供。蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P

實驗方法：

實驗過程：標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心并檢測放射性檢測子代噬菌體的放射性結(jié)果應(yīng)該是怎樣？

實驗思路：將蛋白質(zhì)和DNA完全分開，單獨觀察他們的作用32P35S放射性同位素標(biāo)記法。（分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA）先標(biāo)記細菌在標(biāo)記噬菌體3.赫爾希和蔡斯的實驗過程分別用35S或32P標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性32P標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。子代噬菌體中無35S子代噬菌體中含32P35S標(biāo)記的實驗32P標(biāo)記的實驗標(biāo)記部位放射性情況上清液沉淀物有無放射性原因蛋白質(zhì)很高DNA很低蛋白質(zhì)未進入細菌中DNA進入細菌中很高很低實驗結(jié)果：實驗結(jié)論：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，因此，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性噬菌體侵染細菌的實驗回看實驗中采用攪拌和離心等手段，目的是：僅有圖上的實驗過程，

(能或不能)說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，原因是

。讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離。不能蛋白質(zhì)外殼沒有進入細菌體內(nèi)用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性噬菌體侵染細菌的實驗回看35S標(biāo)記的實驗發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成？攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌上，離心時隨細菌到沉淀物中。32P標(biāo)記的實驗發(fā)現(xiàn)上清液中也有放射性，可能是什么原因造成？培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗實驗者思路分離方式結(jié)論以及各實驗的關(guān)系設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨地研究它們遺傳功能。證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。直接分離:分別加入到R型菌中同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)更有力地說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”,是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)。能否說明DNA是自然界所有生物的遺傳物質(zhì)？三個經(jīng)典實驗對比蛋白質(zhì)RNA分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒煙草花葉病毒組分單獨侵染煙草實驗煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA：四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)生物類型核酸種類遺傳物質(zhì)實例有細胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麥、人原核生物乳酸菌、藍藻無細胞結(jié)構(gòu)的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌體RNA病毒RNARNA煙草花葉病毒【歸納】不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。小結(jié)格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子是什么加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)RNA是TMV的遺傳物質(zhì)DNA是細胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)RNA是RNA病毒的遺傳物質(zhì)更多實驗證據(jù)更多實驗證據(jù)DNA是主要的遺傳物質(zhì)習(xí)題鞏固1.下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的敘述中，正確的是(

)A．細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNAB．所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNAC．具有細胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物