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(共35张PPT)
新人教版必修2
《遗传与进化》
第1节 DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
新课引入
科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA。
DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性

蛋白质
孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制
摩尔根通过果蝇实验证明基因位于染色体上
科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
1
为什么说DNA是主要的遗传物质？
2
通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟
3
本节聚焦
课本第42页
03
对遗传物质的早期推测
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
人们认识到 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
20世纪20年代
20世纪30年代
没发现其他大分子有类似的结构特点。
蛋白质是生物体的遗传物质
意识到DNA的重性，但对DNA结构没有清晰认识。
蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
“我们表示怀疑！”
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
首先向“遗传物质是蛋白质”提出挑战的是谁？他做了什么实验？
01
肺炎链球菌的转化实验
Part One
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲思
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
05
体内转化实验——格里菲思
【合作探究一】
阅读教材43页文字及图3-2相关内容思考并完成以下问题：
1、肺炎链球菌体内转化实验所用实验材料有哪些？S型和R型细菌有什么区别？
2、对比一组和二组、三组和四组的实验现象，你能得到什么结论？
3、第四组小鼠为什么会死亡呢？
4、第四组活的S型细菌是如何出现的？
要求：
（1）限时4分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。
（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。
实验材料：
菌体特点 菌落特点 致病性
S型细菌
R型 细菌
无
有
人肺炎
小鼠败血症
无荚膜
有荚膜
粗糙
Rough
光滑Smooth
小鼠、R型和 S型肺炎链球菌
荚膜的化学本质是______
多糖
S型细菌
R型细菌
说明R型菌无致病性
说明S型菌有致病性
说明加热杀死的S型菌失去致病性
R型菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
体内转化实验——格里菲思
加热杀死的S型菌中，含有某种促R型活菌转化为S型菌的活性物质——“转化因子”
这种转化因子究竟是什么物质呢？
由于体内有活的S型细菌的作用。
活的R型细菌转变成了活的S型细菌。
3、第四组小鼠为什么会死亡呢？
4、第四组活的S型细菌如何出现？
从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以判断：
　思考：如果你是当时的一位科学家，为了弄清楚这种转化因子到底是哪一种物质，你该如何设计这个实验？
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用
但是当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质，因此，可以通过酶解法，将物质一个个的排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子，这就是实验设计的“减法原理”（课本P46）
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA……
S型细菌
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
　　在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
　　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。
　　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”的实验。
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
对照原则、单一变量原则
艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
体外转化实验——艾弗里
05
体外转化实验——艾弗里
实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。
基因重组
R型细菌转化为S型细菌的本质：
S型细菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型细菌
X基因吸附在R型细菌表面
X基因进入R型细菌
重组
R型细菌转化成S型细菌
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
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。
02
噬菌体侵染细菌的实验
Part Two
05
噬菌体侵染细菌的实验
【合作探究二】
阅读教材44-46页文字及示意图思考并完成以下问题：
1、噬菌体侵染细菌的实验所用实验材料有哪些？T2噬菌体作为实验材料有什么优势？
2、归纳赫尔希和蔡斯的实验运用了的科学实验方法。
3、通过阅读教材文字及示意图，归纳概括噬菌体侵染细菌的实验步骤。
要求：
（1）限时5分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。
（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。
实验材料：
T2噬菌体
大肠杆菌
实验者：
赫尔希和蔡斯
噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染大肠杆菌的过程
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素进行放射性标记
实验方法：同位素标记法
组成元素
蛋白质:
DNA：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
35S
32P
可以直接标记噬菌体吗？
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体
噬菌体侵染细菌的实验
实验过程：
大肠杆菌＋含35S的培养基→ 含35S的大肠杆菌
大肠杆菌＋含32P的培养基→ 含32P的大肠杆菌
第二步：标记T2噬菌体
噬菌体＋含35S的大肠杆菌→ 含35S的噬菌体
噬菌体＋含32P的大肠杆菌→ 含32P的噬菌体
第一步：标记大肠杆菌
第三步：已标记噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
35S标记的噬菌体
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
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
实验结果
蛋白质外壳没有进入大肠杆菌
原因分析
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离
离心：使上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
32P标记的噬菌体
T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌
子代噬菌体中含32P
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
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
上清液放射性很低，沉淀物放射性很高
32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
实验结果
原因分析
35S标记的实验 32P标记的实验
标记部位
放射性情况 上清液
沉淀物
有无放射性原因
蛋白质
很高
DNA
很低
蛋白质未进入细菌中
DNA进入细菌中
很高
很低
实验结论
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。
两实验的比较
肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验
思路 设法将DNA与其他物质分开，单独直接研究 设计原则 对照原则（相互对照） 处理方式 直接分离 同位素标记法
实验结论 DNA是遗传物质， 蛋白质等不是遗传物质 DNA是遗传物质
1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
思考·讨论
2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？
在实际操作过程中最大的困难是什么？
艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）
积极思考：
DNA是唯一的遗传物质吗？以下生物的遗传物质是什么呢？
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
新型冠状病毒
如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
得到全新病毒
不能得到病毒
：
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA
患病
不患病
【归纳】不同生物体内遗传物质
生物类型 核酸种类 遗传物质 实例
有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 玉米、小麦、人
原核生物 乳酸菌、蓝藻
无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA DNA T2噬菌体
RNA病毒 RNA RNA 烟草花叶病毒
结论：因为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。
04
课堂练习
Part Four
上清液和沉淀物的放射性分析
　　1. 32P标记的一组，沉淀物放射性高。
实验误差分析：
　　a. 保温时间过短，噬菌体DNA还未侵染到细菌细胞内。
　　b. 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来。
　　则→上清液放射性增强
　　2. 35S标记的一组，上清液放射性高。
实验误差分析：
　　搅拌不充分，仍有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面。
　　则→沉淀物放射性增强
重点提炼
28
课堂练习
　　1.下图是利用同位素32P标记噬菌体的DNA，侵染未标记的细菌保温一定时间后搅拌并离心，获得上清液和沉淀。下列相关叙述中，正确的是（　　　）
　　A. 上清液中不具有放射性
　　B. 子代噬菌体不具有放射性
　　C. 若保温时间过长，则上清液中放射性增强
　　D. 若搅拌时间过短，则沉淀物中放射性增强
C
　　2. 关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是（　　　）
　　A. 实验都运用了同位素示踪技术
　　B. 实验都证明了DNA是主要遗传物质
　　C. 艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照
　　D. 实验思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
D
课堂练习
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
小结
谢谢观看
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