资源简介

(共42张PPT)
第
三
章
第1节：DNA是主要的遗传物质
历史的步伐
1891年
1866年
1909年
1903年
孟德尔发现遗传定律
科学家描述减数分裂全过程
萨顿假说：基因和染色体存在平行关系
摩尔根证明：基因在染色体上
科学家的足迹
遗传物质是蛋白质还是DNA
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
问题探讨
作为遗传物质，应该具备哪些特点？
你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独地、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
(1)能自我复制，使得前后代具有一定的连续性。
(2)控制生物体的性状和新陈代谢过程。
(3)能储存大量的遗传信息。
(4)结构比较稳定，但是在特殊情况下能发生可遗传变异。
蛋白质
DNA
第一部分
对遗传物质的早期推测
20世纪中叶，人们对遗传物质的普遍认识是怎样的
在蛋白质和DNA中，当时人们认为哪一种是遗传物质
结合必修一内容想一想为什么会有这样的认识
【自主学习】
指导学生阅读教材并思考问题。
任务一
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质分子
DNA分子
氨基酸之间脱水缩合形成肽链
20世纪20年代
——蛋白质是遗传物质
氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
——DNA也可能是遗传物质
脱氧核苷的排列顺序可能蕴含着遗传信息
DNA和蛋白质究竟哪一种是遗传物质呢？
过渡
20世纪30年代
DNA大分子
脱氧核苷酸
脱氧核苷聚合
第二部分
肺炎链球菌的转化实验
格里菲用了几种肺炎链球菌？有何致病性？
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验流程是怎样的？
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论是什么？
【自主学习】指导学生阅读教材并思考问题。
任务二
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
毒性
表面光滑 Smooth
表面粗糙 rough
小鼠不致死
可使小鼠致死
多糖类的荚膜
了解肺炎链球菌
01
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃ 的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开;当温度降至55 C以下时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质不能恢复活性。
有荚膜的细菌为什么会导致小鼠患肺炎死亡？
加热可以致死的原理是什么？
思考:
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
加热
第一组
第二组
死亡
第三组
不死亡
第四组
实验过程
02
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
死亡
不死亡
死亡
不死亡
摩尔根解释的验证
思考 讨论
格里菲思的肺炎链球菌转化实验
思考 讨论
对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
第一组
第二组
死亡
第三组
不死亡
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
设计第四组实验的目的是什么
DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸。分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能，同时证明DNA是遗传物质
摩尔根解释的验证
思考 讨论
格里菲思的肺炎链球菌转化实验
思考 讨论
本实验能得出什么结论？
加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。
第四组
死亡
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
“转化因子”究竟是什么？
你有什么样的设计思路，关键是什么？
多糖
加热杀死
的S型细菌
脂类
蛋白质
RNA
过渡
DNA
加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟谁是转化因子？
思考:
【自主学习】
指导学生阅读教材并思考问题。
任务三
（二）艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
该实验的设计遵循哪些原理 其巧妙之处是什么
实验结论是什么
组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果
第一组
第二组 第三组 第四组 第五组
加人有R型活细菌的培养基中
S型细菌细胞提取物
该实验的设计遵循哪些原理
运用“减法原理”，人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。
遵循单一变量原则和对照原则。
摩尔根解释的验证
思考 讨论
艾弗里肺炎链球菌的转化实验
思考 讨论
其巧妙之处是什么
组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果
第一组
第二组 第三组 第四组 第五组
不作处理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
加人有R型活细菌的培养基中
S型细菌细胞提取物
R型细菌
S型细菌
R型细菌
科学方法
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？
例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
摩尔根解释的验证
思考 讨论
艾弗里肺炎链球菌的转化实验
思考 讨论
实验结论是什么
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果
第一组
第二组 第三组 第四组 第五组
不作处理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
加人有R型活细菌的培养基中
S型细菌细胞提取物
R型细菌
S型细菌
R型细菌
基因重组
R型细菌转化为S型细菌的本质是什么？
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
实验要如何设计才更具有说服力呢？
过渡
质疑
第三部分
噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体的结构与功能？
如何特异性标记DNA和蛋白质？
该实验采用了哪些技术？
【自主学习】
指导学生阅读教材并思考问题。
任务四
（一）噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体的结构
01
专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
(1)代谢:
(2)组成:
头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA。
T2噬菌体的繁殖
02
自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖
吸附
注入
合成
组装
释放
视频：噬菌体的繁殖
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
分别选择什么标记T2噬菌体的DNA和蛋白质呢
DNA
(C、H、O、N、P)
（C、H、O、N、S等）
蛋白质
头部
尾部
T2噬菌体的标记
03
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
如何获得分别含35S、32P标记的噬菌体？请您用最简要的语言描述!
先分别用含有32p和35s的培
养基来培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
(2)标记步骤：
(1)标记方法：
放射性同位素标记法
T2噬菌体的标记
03
32p培养基
35s培养基
搅拌和离心的目的是什么？
【小组讨论】
指导学生阅读教材并思考问题。
任务五
噬菌体侵染细菌的实验
04
32P标记的实验：沉淀物放射性很高说明？
上清液出现放射性原因？
35S标记的实验：上清液放射性很高说明什么？
沉淀物出现放射性原因？
摩尔根解释的验证
思考 讨论
噬菌体侵染细菌的实验
思考 讨论
标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
搅拌
离心并检测放射性
检测子代噬菌体的放射性
短时间保温
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
搅拌的目的
离心的目的：
摩尔根解释的验证
思考 讨论
噬菌体侵染细菌的实验
思考 讨论
35S标记的噬菌体
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很高
上清液放射性很高说明？
T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌,留在外面
沉淀物出现放射性原因？
搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面。
用35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
32P标记的噬菌体
子代噬菌体中含32P
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。
沉淀物放射性很高说明？
上清液出现放射性原因？
摩尔根解释的验证
思考 讨论
噬菌体侵染细菌的实验
思考 讨论
用32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内；
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代。
实验结论
05
只有DNA是遗传物质吗？
过渡
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
烟草花叶病毒（TMV）是基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？
（二）RNA作为遗传物质
RNA
蛋白质
TMV在感染烟草时，会出现致病斑。
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有 和 )、烟草。
(2)实验过程(如何设计)
蛋白质
RNA
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
RNA
蛋白质
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒侵染烟草的实验
01
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞生物 真核生物 动物、植物、真菌
原核生物 细菌、蓝细菌
非细胞生物 DNA病毒 T2噬菌体
RNA数病毒 艾滋病病毒、新型冠状病毒
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
RNA
DNA
绝大多数生物遗传物质是DNA，少数是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。
判别生物体内核酸的种类及遗传物质
肺炎双球菌 体内转化实验 肺炎双球菌 体外转化实验 噬菌体侵染
细菌实验
实验者
思 路 分离 方式
结 论
将DNA与蛋白质等分开，单独研究它们遗传功能
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
利用“减法原理”，通过酶解法:分别加入到R型菌中
同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
三个经典实验的对比
本节小结
DNA是主要的遗传物质
格里菲思的肺炎链球菌转化实验
艾弗里的肺炎链球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
烟草花叶病毒侵染烟草的实验
1. 枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质,加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌,结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是( )
A.多肽 B.多糖
C.组氨酸 D. DNA
教材课后习题·拓展应用
D
2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明( )
A. DNA是遗传物质
B.遗传物质包括蛋白质和DNA
C.病毒中有DNA,但没有蛋白质
D.细菌中有DNA,但没有蛋白质
教材课后习题·拓展应用
A
1. T 噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌休却同原来的噬菌休一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌休的蛋白质外壳的来源。
实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA,而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
教材课后习题·拓展应用
提示:
2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。
肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点:
①能够精确地自我复制;
②能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程;
③具有储存遗传信息的能力;结构比较稳定，等等。
教材课后习题·拓展应用
提示:

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