資源簡介

(共42張PPT)
第
三
章
第1節：DNA是主要的遺傳物質
歷史的步伐
1891年
1866年
1909年
1903年
孟德爾發現遺傳定律
科學家描述減數分裂全過程
薩頓假說：基因和染色體存在平行關系
摩爾根證明：基因在染色體上
科學家的足跡
遺傳物質是蛋白質還是DNA
20世紀中葉
染色體主要由蛋白質和DNA組成
問題探討
作為遺傳物質，應該具備哪些特點？
你認為證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？
必須將蛋白質、其他物質與DNA分開，單獨地、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質。
(1)能自我復制，使得前后代具有一定的連續性。
(2)控制生物體的性狀和新陳代謝過程。
(3)能儲存大量的遺傳信息。
(4)結構比較穩定，但是在特殊情況下能發生可遺傳變異。
蛋白質
DNA
第一部分
對遺傳物質的早期推測
20世紀中葉，人們對遺傳物質的普遍認識是怎樣的
在蛋白質和DNA中，當時人們認為哪一種是遺傳物質
結合必修一內容想一想為什么會有這樣的認識
【自主學習】
指導學生閱讀教材并思考問題。
任務一
一、對遺傳物質的早期推測
蛋白質分子
DNA分子
氨基酸之間脫水縮合形成肽鏈
20世紀20年代
——蛋白質是遺傳物質
氨基酸的多種多樣的排列順序可能蘊含著遺傳信息
腺嘌呤脫氧核苷酸
鳥嘌呤脫氧核苷酸
胞嘧啶脫氧核苷酸
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
——DNA也可能是遺傳物質
脫氧核苷的排列順序可能蘊含著遺傳信息
DNA和蛋白質究竟哪一種是遺傳物質呢？
過渡
20世紀30年代
DNA大分子
脫氧核苷酸
脫氧核苷聚合
第二部分
肺炎鏈球菌的轉化實驗
格里菲用了幾種肺炎鏈球菌？有何致病性？
格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗流程是怎樣的？
格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗的結論是什么？
【自主學習】指導學生閱讀教材并思考問題。
任務二
（一）格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗
項目 S型細菌 R型細菌
菌落
菌體
毒性
表面光滑 Smooth
表面粗糙 rough
小鼠不致死
可使小鼠致死
多糖類的莢膜
了解肺炎鏈球菌
01
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;當溫度降至55 C以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質不能恢復活性。
有莢膜的細菌為什么會導致小鼠患肺炎死亡？
加熱可以致死的原理是什么？
思考:
莢膜是某些細菌的細胞壁外面包圍的一層膠狀物質。無莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動物體后，容易被吞噬細胞吞噬并殺滅。有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主體內生活并繁殖。
加熱
第一組
第二組
死亡
第三組
不死亡
第四組
實驗過程
02
注射R型
活細菌
注射S型
活細菌
注射加熱致死的S型細菌
將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射
死亡
不死亡
死亡
不死亡
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗
思考 討論
對比第一、第二組的實驗現象，說明了什么？
R型活細菌不會使小鼠死亡，而S型活細菌可使小鼠死亡。
對比第二、第三組的實驗現象，說明了什么？
加熱致死的S型細菌不會使小鼠死亡。
第一組
第二組
死亡
第三組
不死亡
注射R型
活細菌
注射S型
活細菌
注射加熱致死的S型細菌
設計第四組實驗的目的是什么
DNA酶將DNA水解為脫氧核苷酸。分解后的產物不能使R型細菌轉化為S型細菌，說明DNA必須保持完整性，才能完成其功能，同時證明DNA是遺傳物質
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗
思考 討論
本實驗能得出什么結論？
加熱殺死的S型細菌中存在某種轉化因子，能使R型細菌轉化為S型細菌。
第四組
死亡
將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射
“轉化因子”究竟是什么？
你有什么樣的設計思路，關鍵是什么？
多糖
加熱殺死
的S型細菌
脂類
蛋白質
RNA
過渡
DNA
加熱殺死的S型菌體內含有多種物質，究竟誰是轉化因子？
思考:
【自主學習】
指導學生閱讀教材并思考問題。
任務三
（二）艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗
該實驗的設計遵循哪些原理 其巧妙之處是什么
實驗結論是什么
組別 S型細菌細胞提取物的處理方法 實驗結果
第一組
第二組 第三組 第四組 第五組
加人有R型活細菌的培養基中
S型細菌細胞提取物
該實驗的設計遵循哪些原理
運用“減法原理”，人為去除某個影響因素后，觀察實驗結果的變化。
遵循單一變量原則和對照原則。
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
艾弗里肺炎鏈球菌的轉化實驗
思考 討論
其巧妙之處是什么
組別 S型細菌細胞提取物的處理方法 實驗結果
第一組
第二組 第三組 第四組 第五組
不作處理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
加人有R型活細菌的培養基中
S型細菌細胞提取物
R型細菌
S型細菌
R型細菌
科學方法
與常態比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。
與常態比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。
從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？
例如：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理。
例如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗。
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
艾弗里肺炎鏈球菌的轉化實驗
思考 討論
實驗結論是什么
DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。
組別 S型細菌細胞提取物的處理方法 實驗結果
第一組
第二組 第三組 第四組 第五組
不作處理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
加人有R型活細菌的培養基中
S型細菌細胞提取物
R型細菌
S型細菌
R型細菌
基因重組
R型細菌轉化為S型細菌的本質是什么？
S型菌
莢膜
控制莢膜形成的X基因
加熱
殺死
被破壞的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因進入R型菌
重組
R型菌轉化成S型菌
實現轉化時遺傳物質來自S型細菌，原料和能量均來自R型細菌。
艾弗里的實驗引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質，因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。
實驗要如何設計才更具有說服力呢？
過渡
質疑
第三部分
噬菌體侵染細菌的實驗
T2噬菌體的結構與功能？
如何特異性標記DNA和蛋白質？
該實驗采用了哪些技術？
【自主學習】
指導學生閱讀教材并思考問題。
任務四
（一）噬菌體侵染細菌的實驗
T2噬菌體的結構
01
專門寄生在大腸桿菌體內的病毒
(1)代謝:
(2)組成:
頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成，頭部內含有DNA。
T2噬菌體的繁殖
02
自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖
吸附
注入
合成
組裝
釋放
視頻：噬菌體的繁殖
DNA和蛋白質不能直接看到，怎么辦？
分別選擇什么標記T2噬菌體的DNA和蛋白質呢
DNA
(C、H、O、N、P)
（C、H、O、N、S等）
蛋白質
頭部
尾部
T2噬菌體的標記
03
32P標記的噬菌體
35S標記的噬菌體
如何獲得分別含35S、32P標記的噬菌體？請您用最簡要的語言描述!
先分別用含有32p和35s的培
養基來培養大腸桿菌,再用上述大腸桿菌培養T2噬菌體
(2)標記步驟：
(1)標記方法：
放射性同位素標記法
T2噬菌體的標記
03
32p培養基
35s培養基
攪拌和離心的目的是什么？
【小組討論】
指導學生閱讀教材并思考問題。
任務五
噬菌體侵染細菌的實驗
04
32P標記的實驗：沉淀物放射性很高說明？
上清液出現放射性原因？
35S標記的實驗：上清液放射性很高說明什么？
沉淀物出現放射性原因？
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
噬菌體侵染細菌的實驗
思考 討論
標記的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
短時間保溫
使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離
讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
攪拌的目的
離心的目的：
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
噬菌體侵染細菌的實驗
思考 討論
35S標記的噬菌體
沉淀物放射性很低
子代噬菌體中無35S
上清液放射性很高
上清液放射性很高說明？
T2噬菌體中的蛋白質沒有進入大腸桿菌,留在外面
沉淀物出現放射性原因？
攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面。
用35S標記的噬菌體與大腸桿菌混合
經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
細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
32P標記的噬菌體
子代噬菌體中含32P
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
T2噬菌體中的DNA進入了大腸桿菌。
沉淀物放射性很高說明？
上清液出現放射性原因？
摩爾根解釋的驗證
思考 討論
噬菌體侵染細菌的實驗
思考 討論
用32P標記的噬菌體與大腸桿菌混合
經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
細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
(1)保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內；
(2)保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代。
實驗結論
05
只有DNA是遺傳物質嗎？
過渡
DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質
煙草花葉病毒（TMV）是基本成分是蛋白質和RNA，體內無DNA，請設計實驗探究煙草花葉病毒的遺傳物質？
（二）RNA作為遺傳物質
RNA
蛋白質
TMV在感染煙草時，會出現致病斑。
(1)實驗材料：煙草花葉病毒(只含有 和 )、煙草。
(2)實驗過程(如何設計)
蛋白質
RNA
蛋白質
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
RNA
蛋白質
(3)結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是 ，不是 。
RNA
蛋白質
煙草花葉病毒侵染煙草的實驗
01
生物類型 所含核酸 遺傳物質 舉例
細胞生物 真核生物 動物、植物、真菌
原核生物 細菌、藍細菌
非細胞生物 DNA病毒 T2噬菌體
RNA數病毒 艾滋病病毒、新型冠狀病毒
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
RNA
DNA
絕大多數生物遺傳物質是DNA，少數是RNA。因此，DNA是主要的遺傳物質。
判別生物體內核酸的種類及遺傳物質
肺炎雙球菌 體內轉化實驗 肺炎雙球菌 體外轉化實驗 噬菌體侵染
細菌實驗
實驗者
思 路 分離 方式
結 論
將DNA與蛋白質等分開，單獨研究它們遺傳功能
證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是。
利用“減法原理”，通過酶解法:分別加入到R型菌中
同位素標記法：
標記DNA和蛋白質
DNA是遺傳物質,但不能證明蛋白質不是遺傳物質
格里菲思
艾弗里
赫爾希和蔡斯
加熱殺死的S型菌體內有“轉化因子”
三個經典實驗的對比
本節小結
DNA是主要的遺傳物質
格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗
艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗
噬菌體侵染細菌的實驗
加熱殺死的S型細菌中含有轉化因子
RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質
DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質
DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質
煙草花葉病毒侵染煙草的實驗
1. 枯草桿菌具有不同類型，其中一種類型能合成組氨酸。將從這種菌中提取的某種物質,加入培養基中，培養不能合成組氨酸的枯草桿菌,結果獲得了活的能合成組氨酸的枯草桿菌。這種物質可能是( )
A.多肽 B.多糖
C.組氨酸 D. DNA
教材課后習題·拓展應用
D
2.赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗表明( )
A. DNA是遺傳物質
B.遺傳物質包括蛋白質和DNA
C.病毒中有DNA,但沒有蛋白質
D.細菌中有DNA,但沒有蛋白質
教材課后習題·拓展應用
A
1. T 噬菌體侵染大腸桿菌時，只有噬菌體的DNA進入細菌的細胞中，噬菌體的蛋白質外殼留在細胞外。大腸桿菌裂解后，釋放出的大量噬菌休卻同原來的噬菌休一樣具有蛋白質外殼。請分析子代噬菌休的蛋白質外殼的來源。
實驗表明，噬菌體在侵染大腸桿菌時，進入大腸桿菌內的主要是DNA,而大多數蛋白質卻留在大腸桿菌外面。因此，大腸桿菌裂解后，釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息，以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質外殼的。
教材課后習題·拓展應用
提示:
2.結合肺炎鏈球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，分析DNA作為遺傳物質所具備的特點。
肺炎鏈球菌的轉化實驗和噬菌體侵染大腸桿菌的實驗證明，作為遺傳物質至少要具備以下幾個特點:
①能夠精確地自我復制;
②能夠指導蛋白質的合成，從而控制生物體的性狀和新陳代謝的過程;
③具有儲存遺傳信息的能力;結構比較穩定，等等。
教材課后習題·拓展應用
提示:

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