第3章第1节DNA是主要的遗传物质

1．通过肺炎双球菌体内转化试验，格里菲思推论：加热杀死的S型细菌中，存在某种“转化因子”。

2．艾弗里及其同事进行的体外转化试验证明DNA是遗传物质。

3．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的试验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。

子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。

4．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

自主学习一、肺炎双球菌的转化试验1．格里菲思转化试验(体内转化)。

(1)原理：S型细菌可以使小鼠患败血症死亡。

(2)过程：①注射R型活细菌→小鼠不死亡；②注射S型活细菌→小鼠死亡；③注射加热杀死的S型细菌→小鼠不死亡；④注射S型死细菌＋R型活细菌→小鼠死亡。

(3)结论：S型死细菌中含有“转化因子”，能使无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，使小鼠死亡。

2．艾弗里转化试验(体外转化)。

(1)过程：①S型细菌――→分别DNA＋R型细菌→R型细菌＋S型细菌；②S型细菌――→分别蛋白质＋R型细菌→R型细菌；③S型细菌――→分别荚膜多糖＋R型细菌→R型细菌；④S型细菌――→分别DNA＋DNA酶＋R型细菌→R型细菌。

(2)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

二、噬菌体侵染细菌的试验1．原理：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的把握下，利用细菌体内的物质合成自身的组成成分，从而进行大量繁殖。

2．过程：(1)标记大肠杆菌：在分别含有35S和32P的培育基中培育大肠杆菌，获得分别含35S和32P的大肠杆菌。

(2)标记T2噬菌体：用分别含35S和32P的大肠杆菌培育T2噬菌体，得到DNA 含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。

(3)对比试验：用分别含35S和32P的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌。

(4)同位素检测：对两组大肠杆菌培育液进行离心检测。

3．结果：35S标记的T2噬菌体离心后，上清液中放射性高；32P标记的T2噬菌体离心后沉淀物中放射性高。

第1节DNA是主要的遗传物质1．掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。

(重、难点) 2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。

(重、难点) 3.理解DNA是主要遗传物质的结论。

知识点一肺炎双球菌的转化实验[学生用书P41]阅读教材P43～P441．肺炎双球菌的特点种类S型细菌R型细菌项目菌落表面光滑表面粗糙菌体毒性有毒性无毒性2.体内转化实验——格里菲思的实验(1)原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

(2)实验过程及现象(3)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。

3．体外转化实验——艾弗里的实验(1)原理：只有加入DNA时，R型细菌才能够转化为S型细菌。

(2)过程(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

1．肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较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型细菌的毒性对照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型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用实验结论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)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。

(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。

(3)在转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。

1．(2019·菏泽高一检测)在肺炎双球菌转化实验中，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有毒的R型活细菌②无毒的R型活细菌③有毒的S型活细菌④无毒的S型活细菌A．①④B．②③C．③D．①③[答案]B2．(2019·北京延庆高一期末)下图表示肺炎双球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()A．DNA酶的作用是水解S型菌的DNAB．结果1中S型肺炎双球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎双球菌[解析]选B。

第3章基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质一、教学目标（一）知识目标1.通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，理解DNA是遗传物质。

2.通过重演科学发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。

（二）能力目标1.通过自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力和创新思维能力。

2.以噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。

（三）情感、态度与价值观目标1.养成实事求是的科学态度，培养不断探究新知识和合作的精神。

2.实验验证DNA与RNA是遗传物质，强调了生命的物质性，有助于辩证唯物主义世界观的树立。

二、教学重点1.肺炎双球菌转化的实验原理和过程。

2.噬菌体侵染细菌的原理和过程。

3.证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。

三、教学难点1.肺炎双球菌转化的实验原理和过程。

2.证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。

四、课时安排1课时教学过程一、导入新课：复习导入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。

那么，这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？请大家把书打开到42页，我们今天一起学习——第3章第1节DNA是主要的遗传物质。

要想找到DNA是遗传物质的证据，首先得选择合适的实验材料，应该选择什么样的生物做实验材料呢？为什么？请举例。

1928年，格里菲思利用肺炎双球菌这样一种细菌做实验寻找遗传物质，请大家阅读书本43页，看看格里菲思怎样做实验的。

二、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思的体内转化实验（1928）1、本实验用的生物材料是什么？肺炎双球菌有几种类型？2、动画展示四组实验过程①活的R型细菌感染老鼠不死亡②活的S型细菌感染老鼠死亡③灭活的S型细菌感染老鼠不死亡④活的R型+死的S型感染老鼠死亡讲述：从第一、二组实验可以说明R型活细菌不具有致死性，S 型活细菌具有致死性；从第二、三组实验可以说明死亡的S型细菌不具有致死性。

《DNA是主要的遗传物质》教学设计一、教材分析“DNA是主要的遗传物质”是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章第1节内容，主要以发现遗传物质的本质的发现史为主线，首先由早期科学家关于遗传物质是蛋白质还是DNA的争论，引出经典实验：肺炎链球菌的体内、体外转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验，得出DNA是主要遗传物质的主张。

学生学习过有丝分裂、减数分裂和受精作用等知识，知道染色体在遗传中起着重要作用，具有一定的知识储备。

教材中蕴含着丰富的生物科学史素材，体现了人类对遗传物质本质的认知过程和研究方法的推进过程，而这也是本节内容的教学重难点。

二、教学目标1.生命观念：通过对不同生物遗传物质化学本质的学习与探讨，认识生物的多样性与统一性。

2.科学思维：通过梳理DNA可能是遗传物质、DNA是遗传物质和DNA 是主要遗传物质的层层论证，锻炼学生归纳概括、推理论证的能力，养成批判性思维。

3.科学探究：通过小组合作讨论分析几个经典实验的实验设计思路和基本环节，同时利用“减法原理”进一步完善RNA是遗传物质的实验，发展科学探究的精神及能力。

4.社会责任：体会科学发展过程中严密的逻辑推理，认同科学的发展是一个继承、发展与创新的辩证过程。

三、教学重点和难点1.教学重点（1）肺炎链球菌转化实验的原理和过程。

（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

2.教学难点（1）肺炎链球菌转化实验的原理和过程。

（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

质的认识；格里菲思活体转化实验与艾弗里设计的离体实验。

噬菌体侵染大肠杆菌实验1.对噬菌体的认识历程讲解：噬菌体的结构和生存方式。

噬菌体学派创始人——德尔布吕克和埃里斯的工作，分析噬菌体的一步生长曲线。

德森等科学家对噬菌体失活的研究。

2.赫尔希和蔡斯的工作实验方案讨论：假说演绎的分析过程①如何“追踪”蛋白质分子和DNA分子，看它们是否注入大肠杆菌?②选用何种元素对蛋白质分子和DNA 分子进行标记? 如何标记？能否同时标记?③多长时间后进行放射性检测较为适宜?④怎样使噬菌体外壳从大肠杆菌表面脱落下来，以便于检测?⑤观察到什么现象才能说明侵入细菌的只有噬菌体的DNA？讲述：实验结果分析（1）搅拌处理的曲线和数据分析搅拌可以把80% 左右的35 S 剥落下来;在这些硫释放的同时，只有30% 左右的噬菌体32P 释放出来。

第1节DNA是主要的遗传物质[学习目标] 1.了解人类对遗传物质的早期猜想。

2.分析肺炎链球菌转化实验的过程及结论。

3.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。

4.说明DNA是主要的遗传物质的原因。

知识点一肺炎链球菌的转化实验一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为□01蛋白质是生物体的遗传物质。

20世纪30年代，人们认识到□02DNA的重要性，但是认为□03蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

二、肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌类型易漏边角2．格里菲思的实验——体内转化实验(1)实验过程及现象问题探究肺炎链球菌是原核生物还是真核生物？提示：肺炎链球菌是细菌，属于原核生物。

问题探究格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活细菌与加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？提示：不是，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。

(2)结论：加热致死的S型细菌，含有某种促使□16R型活细菌转化为□17S型活细菌的活性物质——□18转化因子。

3．艾弗里的实验——体外转化实验(1)自变量：不同处理的细胞提取物因变量：培养基中活细菌的种类(2)实验过程及现象①预处理：将加热致死的S型细菌破碎，去除□19绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。

②③分析细胞提取物的□25理化特性，发现这些特性与DNA的极为相似。

(3)结论□26DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

三、自变量控制的原理1．加法原理与常态比较，人为□01增加某种影响因素。

如“比较H2O2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FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了加法原理。

2．减法原理与常态相比，人为□02去除某种影响因素。

如“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。

特别提醒肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质，而艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。

第三章基因的本质第一节DNA 是主要的遗传物质一、遗传物质所必须具备的四个特点：1、能够进行自我复制,使前后代保持一定的连续性；2、能够指导蛋白质的合成,从而控制新陈代谢过程和性状；3、具有储存大量遗传信息的潜在能力；4、分子结构具有相对的稳定性，又可产生可遗传的变异。

二、DNA是遗传物质的证据1．肺炎双球菌转化实验（1）体内转化 1928年英国格里菲思结论：加热杀死的S型菌中含有转化因子。

（2）体外转化 1944年美国艾弗里结论：转化因子是DNA。

（3）转化实质：实现了基因重组2．噬菌体侵染细菌实验 1952年赫尔希、蔡斯电镜观察和同位素示踪（1）病毒增殖过程：吸附、注入、生物合成、组装、释放（2）实验步骤：①标记大肠杆菌②标记噬菌体③标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌④搅拌离心培养液：上清液（培养液）、沉淀物（大肠杆菌含子代噬菌体）⑤观察放射性亲代噬菌体寄主细胞子代噬菌体实验结论32P标记DNA有32P标记DNA DNA有32P标记DNA分子是遗传物质35S标记蛋白质无35S标记蛋白质外壳蛋白无35S标记3.烟草花叶病毒感染烟草实验：（1）、实验过程（2）、实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质(还有HIV)。

注：最关键的设计思路是：设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA的作用。

三、DNA是主要的遗传物质1、凡是有细胞结构的生物体遗传物质都是DNA ，病毒的遗传物质是DNA或RNA.2、绝大多数生物的遗传物质是DNA ，所以说DNA 是主要的遗传物质。

补充：1、菌落：由单个或少量细胞在固体培养基表面繁殖形成的、肉眼可见的子细胞群体称为菌落。

2、荚膜：是某些细菌表面的特殊结构，是位于细胞壁表面的一层松散的粘液物质。

第1节DNA是主要的遗传物质【遗传物质】控制生物性状遗传和变异的物质，即亲子代间传递遗传信息的物质。

遗传物质就是孟德尔提出的遗传因子，即基因。

现已证明遗传物质就是核酸，绝大多数生物的遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA），而某些病毒（如烟草花叶病毒）的遗传物质是核糖核酸（RNA）。

【遗传物质的特点】第一，作为主要遗传物质的DNA具有自我准确复制的能力，可以把遗传物信息准确地传给下一代，以保证性状的连续性；第二，DNA具有大分子的结构，已知含有四种核苷酸，DNA 分子结构的差别在于核苷酸的排列顺序的不同，对于同样长度的DNA片段，例如含有100对核苷酸，那么这100对核苷酸的排列方式就有4100种，实际上DNA分子不止100对核苷酸，因此，可以说DNA分子的4种核苷酸排列顺序的变化是无穷的，从而使DNA分子具有多样性，可见DNA的分子结构中可贮藏极大量的遗传信息；第三，DNA分子具有相对的稳定性和能发生变异的能力，DNA分子在细胞中是很稳定的，同一种生物的不同细胞中DNA含量是恒定的，一般DNA的碱基顺序是一定的并能保持不变，使物种遗传特性得以稳定，但特殊情况下，改变碱基顺序可出现遗传变异；第四，DNA可以严格控制蛋白质的合成，这样最终就能控制遗传性状的表现。

【格里菲思肺炎转化实验】1928年，英国的科学家格里菲思用肺炎双球菌去感染小鼠。

当时，他用了两种不同类型的肺炎双球菌：一种细菌的菌体有多糖的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，叫做S型细菌；另一种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上的菌落表面粗糙，叫做R型细菌。

S型细菌可以使人患肺炎和小鼠患败血症，因此是有毒性的；R型细菌不能够引发上述症状，因此是无毒性的。

将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，并从小鼠尸体上分离出了有毒的S型活菌。

【转化因子】在肺炎双球菌的转化实验中，甲种细菌中存在或可提取的某种能使乙种细菌获得甲种细菌的某些特殊性的物质。

第1节DNA是主要的遗传物质1.运用演绎与推理、归纳与概括的科学思维方法,分析肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,说明DNA是遗传物质。

2.通过对肺炎链球菌的转化实验的学习,说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。

3.举例说出某些生物的遗传物质是RNA。

4.能够运用同位素标记技术、遗传物质探究的科学方法,具备设计实验探究类似的生物学问题的能力。

5.体验科学家对遗传物质本质探究的艰辛历程和严谨态度,认同科学和技术的相互支持相互促进;认同科学是在不断拓展、修正中前进的。

新知探究一肺炎链球菌的转化实验活动1:阅读教材P43格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验,思考下列问题。

问题(1):第一、第二、第三组实验分别说明什么?提示:第一组实验说明R型细菌没有致病性;第二组实验说明S型细菌具有致病性;第三组实验说明加热致死的S型细菌不具有致病性。

问题(2):第四组实验中的S型活菌是怎么产生的?提示:由R型活菌转化而来。

问题(3):已知在80～100 ℃温度范围内,蛋白质将失去活性,DNA的结构也会被破坏,但当温度降低到55 ℃左右时,DNA的结构会恢复,但蛋白质却不能恢复。

由此我们可以推断:在格里菲思的实验中,加热杀死的S型细菌中的“转化因子”可能是哪种物质?提示:DNA。

问题(4):如果将S型细菌的DNA直接注入小鼠体内,会导致小鼠死亡吗?提示:不会。

没有R型活细菌,S型细菌的DNA是不能转化为S型细菌的。

活动2:阅读教材P44艾弗里肺炎链球菌体外转化实验和P46“科学方法”,思考下列问题。

问题(5):艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中应用了酶的什么特点?提示:酶的专一性。

问题(6):艾弗里的体外转化实验中的自变量和因变量分别是什么?提示:自变量是细胞提取物的不同处理,因变量是培养基中活细菌的种类。

问题(7):艾弗里实验控制自变量的原理是什么?提示:在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,控制自变量的原理属于“减法原理”。

第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质课标要求核心素养概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。

1．通过分析图示，理解证明DNA是遗传物质实验的原理和过程。

(科学思维)2．通过类比分析，掌握不同生物遗传物质种类。

(科学思维)知识导图学霸记忆1．格里菲思实验的结论：加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的“转化因子”。

2．艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。

3．噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA才是遗传物质。

4．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。

基础知识·双基夯实一、肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌的类型(连线)2．肺炎链球菌转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验：(2)艾弗里的体外转化实验：二、噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体的结构与代谢2．实验过程3．实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论32P标记DNA __有__ __有__ __DNA__是35S标记蛋白质__无__ __无__遗传物质三、DNA是主要的遗传物质1．RNA是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成：(2)侵染实验：(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是__RNA__。

2．DNA是主要的遗传物质连线生物类型与遗传物质的种类：〔活学巧练〕判断下列叙述的正误(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”。

(×)(2)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌。

(×)(3)艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。

(×)(4)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。

(×)(5)细胞生物的遗传物质，基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。

第1节 DNA 是主要的遗传物质一、肺炎链球菌的转化实验1．对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。

20世纪30年代，人们认识到组成DNA 分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。

这一认识本可以使人们意识到DNA 的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

2．肺炎链球菌的类型项目 S 型细菌 R 型细菌 菌落 表面光滑表面粗糙菌体有无毒性有无3.格里菲思的体内转化实验实验过程结果分析 结论 ①R 型活细菌――→注射小鼠不死亡 R 型细菌无毒性 加热致死的S 型细菌，含有某种促使R 型活细菌转化为S 型活细菌的活性物质②S 型活细菌――→注射小鼠死亡――→分离S 型活细菌S 型细菌有毒性 ③加热致死的S 型细菌――→注射小鼠不死亡加热致死的S 型细菌已失活，毒性消失⎭⎪⎬⎪⎫④R 型活细菌加热致死的S 型细菌――→混合后注射小鼠死亡――→分离S 型活细菌R 型细菌转化为S 型细菌，且性状可以遗传——转化因子4.艾弗里的体外转化实验 (1)实验过程及结果(2)结论：DNA 才是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。

(3)减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。

例如，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。

(1)S 型细菌的DNA 可使小鼠死亡( )(2)格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质( ) (3)艾弗里的实验证明转化因子是DNA( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√格里菲思将加热致死的S 型细菌与R 型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S 型细菌，请分析：1．已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA 的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA 的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。