2024-2025学年高一生物必修2 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质.docx

第1节DNA是主要的遗传物质

[学习目标]1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。3.理解DNA是主要遗传物质的结论。

一、肺炎链球菌的转化实验

1．对遗传物质的早期推测

(1)主导观点

①观点：蛋白质是生物体的遗传物质。

②理由：氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。

(2)对DNA的认识

①DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。

②组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。

③对DNA的结构没有清晰的了解。

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

有无致病性

有

无

3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验

(1)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，从小鼠体内分离出S型活细菌。

③注射加热致死的S型细菌―→小鼠不死亡。

④将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射―→小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌。

(2)结论：已经加热致死的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——转化因子。

4．艾弗里的肺炎链球菌转化实验

(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)“加法原理”和“减法原理”

①与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。

②与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。

判断正误

(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌()

(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡()

(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质()

答案(1)×(2)×(3)×

提示(1)此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。(3)格里菲思未证明DNA是遗传物质。

任务一：肺炎链球菌的转化实验

1．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验

(1)对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？

提示R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌会使小鼠死亡。

(2)对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？

提示加热致死的S型细菌不能使小鼠死亡。

(3)第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌来自哪里？

提示加热致死的S型细菌含有转化因子，促使R型活细菌转化为S型活细菌，使小鼠死亡。体内分离出的S型细菌由R型活细菌转化而来。

(4)这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？

提示说明转化的性状可以遗传。

2．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验

(1)概述该实验的设计思路。

提示用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。

(2)第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？

提示说明加热致死的S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。

(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？

提示分别除去S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。

(4)第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？

提示S型细菌的细胞提取物中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。

(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？

提示DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。

(6)据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？

提示DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

1．易错归纳

(1)转化实质：肺炎链球菌转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组，从而使R型细菌转化为S型细菌。

(2)一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。

2．加热的作用原理

(1)加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。

(2)加热时，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，进而恢复活性。

1．格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结论，错误的是()

A．说明肺炎链球菌的遗传物质是DNA

B．说明R型活细