掌握肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗的過程和結論；體驗探究生物遺傳物質的實驗思路；分析比較本節(jié)三大實驗的實驗方法和實驗結論。（科學思維、科學探究）
認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術在證明DNA是遺傳物質中的作用。（社會責任）
通過肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染等實驗認同DNA是主要的遺傳物質。（生命觀念）
19世紀中期：孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀是由遺傳因子控制。
約翰遜把遺傳因子命名為基因
1903年：薩頓通過對蝗蟲細胞觀察得出假說：基因位于染色體上。
1909年：摩爾根通過果蠅實驗證明：基因位于染色體上。
20世紀中期：科學家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分DNA和蛋白質。
問題1：在這兩種給物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？
基本單位：常見的21種氨基酸
基本單位：4種脫氧核苷酸
20世紀20年代支持率很高
20世紀30年代,少數(shù)支持
問題2：你認為遺傳物質可能具有什么特點？
①儲存大量的遺傳信息;②可以準確地復制，并傳遞給下一代;③結構比較穩(wěn)定
問題3：你認為證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？
對遺傳物質的早期推測（視頻）
一、對遺傳物質的早期推測
首先向“遺傳物質是蛋白質”提出挑戰(zhàn)的科學家有哪些？
問題3：他們做了什么實驗？
二、肺炎鏈球菌的轉化實驗
觀點：遺傳物質是蛋白質
肺炎鏈球菌體內轉化實驗所用實驗材料有哪些？S型和R型細菌有什么區(qū)別？
第四組活的S型細菌是如何出現(xiàn)的？
對比一組和二組、三組和四組的實驗現(xiàn)象，你能得到什么結論？
本實驗能得出什么結論？
合作探究一：請同學們自主閱讀教材P43，小組合作思考討論完成問題。
1928年【英】 格里菲斯
說明加熱致死的S型細菌無毒
說明加熱殺死的S型細菌中存在某種轉化因子使R型細菌轉化成了S型細菌
對照原則、單一變量原則
格里菲思肺炎鏈球菌體內轉化實驗（視頻）
①加熱殺死的S型細菌含有某種促成R型活細菌轉化成S型活細菌的轉化因子。②這種性狀的轉化是可以遺傳的。
問題4：如果你是當時的一位科學家，為了弄清楚這種轉化因子到底是哪一種物質，你該如何設計這個實驗？
1944年【美】 艾弗里
將DNA與蛋白質等其他物質分開,單獨、直接地觀察它們的作用。
實驗結論（1）DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。（2）蛋白質等其他物質不是遺傳物質。
艾弗里的體外轉化實驗既證明了DNA是遺傳物質，同時證明了蛋白質等不是遺傳物質；
被轉化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)。
S型細菌的DNA不能使小鼠致死。
問題5：在艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗中他用到了什么科學方法？
含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeC13溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。
含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質，就利用了“減法原理”。
科學方法——自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”
X基因吸附在R型菌表面
蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80-100 ℃的溫度范圍內，蛋白質失活，DNA雙鏈解開；當溫度恢復至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質的活性無法恢復。
R型細菌轉化為S型細菌的本質：
注意：只是少數(shù)R型細菌轉化為S型細菌
肺炎鏈球菌體內轉化實驗和體外轉化實驗的比較
1928年，格里菲斯肺炎鏈球菌小鼠體內轉化實驗
加熱殺死的S型細菌有某種轉化因子促使R型活細菌轉化為S型活細菌
20世紀40年代，艾弗里
DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。
1．肺炎鏈球菌的轉化實驗證明了（ ） A．DNA 是遺傳物質 B．RNA 是遺傳物質 C．蛋白質是遺傳物質 D．糖類是遺傳物質
2．肺炎鏈球菌的轉化實驗中，使 R 型細菌轉化為 S 型細菌的轉化因子是（ ）A．莢膜 B．蛋白質 C．R 型細菌的 DNA D．S 型細菌的 DNA
3.下列關于艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗的說法正確的是(　　) A．該實驗證明從S 型肺炎鏈球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡 B．該實驗中，加入S型肺炎鏈球菌DNA的培養(yǎng)基上只出現(xiàn)光滑型菌落 C．艾弗里提取的DNA中摻雜有非常少的蛋白質，實驗沒有完全排除蛋白質的作用 D．肺炎鏈球菌轉化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質
4.下列關于肺炎雙球菌體外轉化實驗的敘述，錯誤的是( ) A.需對S型細菌中的物質進行分離、提純和鑒定 B.R型細菌轉化為S型細菌的實質是發(fā)生了基因重組 C.S型細菌的DNA使部分R型細菌轉化為S型細菌 D.該實驗的思路是將DNA和蛋白質分開，單獨只觀察DNA的作用
5.下列有關肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的敘述，正確的是( ) A.T2 噬菌體是寄生在所有細菌體內的DNA B.實驗都利用了放射性同位素標記法 C.都能證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質 D.實驗設計思路都是設法將蛋白質和DNA分開病毒
6.格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗的部分過程如圖所示。下列有關敘述正確的是A.S型肺炎鏈球菌的菌落表 面是粗糙的，R型肺炎鏈 球菌的菌落表面是光滑的B.S型細菌的DNA經加熱后失活，因而注射加熱致死的S型細菌后的小鼠 仍存活C.從圖中病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌只有S型細菌而無R型細菌D.該實驗未證明R型細菌轉化為S型細菌是由S型細菌的DNA引起的
7.艾弗里的實驗證明了DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質，得出這一結論的關鍵是A.用S型活細菌和加熱致死的S型細菌分別對小白鼠進行注射，并形成對照B.用加熱致死的S型細菌與無致病性的R型活細菌混合后注射到小鼠體內， 檢測小鼠體內S型細菌的含量C.從死亡小鼠體內分離獲得了S型細菌D.分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶處理S型細菌的細胞提取物后加 入各培養(yǎng)基中培養(yǎng)R型細菌，觀察是否發(fā)生轉化
8.艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，對加熱殺死的S型細菌的細胞提取物進行不同的處理后，再加入到有R型活細菌的培養(yǎng)基中，處理方法及培養(yǎng)結果如下表所示。由表可知（ ）
A.本實驗的自變量控制利用了“加法原理”B.實驗①和⑤說明DNA酶使S型細菌的細胞提取物失去轉化活性C.實驗①和⑤說明R型細菌的DNA是轉化因子D.實驗①～⑤說明DNA是主要的遺傳物質
9.下列關于“肺炎雙球菌轉化實驗”的敘述，正確的是（ ） A．活體轉化實驗中，R型菌轉化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳 B．活體轉化實驗中，S型菌的莢膜物質使R型菌轉化成有莢膜的S型菌 C．離體轉化實驗中，蛋白質也能使部分R型菌轉化成S型菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳 D．離體轉化實驗中，經DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉化成S型菌
10.艾弗里細菌轉化實驗中，為了弄明白什么是遺傳物質，他設計了有關實驗，下列選項所列的實驗過程中，培養(yǎng)基中沒有光滑菌落產生的是(　　)A.有R型細菌的培養(yǎng)基＋S型細菌的細胞提取物＋RNA酶B.有R型細菌的培養(yǎng)基＋S型細菌的細胞提取物＋蛋白酶C.有R型細菌的培養(yǎng)基＋S型細菌的細胞提取物＋酯酶D.有R型細菌的培養(yǎng)基＋S型細菌的細胞提取物＋DNA酶
11.在艾弗里證明DNA是遺傳物質的實驗中,用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA并與R型菌混合培養(yǎng),結果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設置本實驗步驟的目的是(　　) A.證明R型菌的生長并不需要S型活細菌的DNA B.補充R型菌生長過程中所需要的營養(yǎng)物質 C.可以直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉化為S型菌的因素 D.與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照
12.在肺炎鏈球菌轉化實驗中，將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注射到小鼠體內，下列能在死亡小鼠體內出現(xiàn)的細菌類型有(　　)①有致病性的R型活細菌②無致病性的R型活細菌③有致病性的S型活細菌④無致病性的S型活細菌A.①④　 B.②③ C.③ D.①③
13.在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗，結合現(xiàn)有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是（ ）A．與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關B．S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導蛋白質的合成C．加熱殺死S型菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響D．將S型菌的DNA經DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌D

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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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