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(共42张PPT)
第一节 DNA是主要的遗传物质
第三章 基因的本质
核心素养目标：
1.生命观念：认同DNA是主要的遗传物质。
2.科学思维：通过分析和综合，理解肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法与原理，培养科学严谨的逻辑思维。
3.科学探究：尝试设计实验，探索生物的遗传物质。
4.社会责任：认同科学是一个不断发展的过程。
孟德尔通过豌豆杂交实验证明了生物的性状由
控制
遗传因子
染色体
摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于 上
科学家发现：染色体主要组成成分是
蛋白质和DNA
历史的步伐
DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性

蛋白质
你认为遗传物质可能具有什么特点？
①储存大量的遗传信息
②分子结构具有相对的稳定性
③能够自我复制，保持前后代的连续性
④能通过指导蛋白质合成，控制生物性状
⑤能产生可遗传的变异
你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些
可将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等等。
1.人们对遗传物质的早期推测是什么？
自学指导：
2.为什么会有这种认识？
染色体
蛋白质（氨基酸）多种多样：遗传物质
DNA（结构不清楚）：？
当时的大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
一、对遗传物质的早期推测
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，人们认识到蛋白质是由多种氨基酸
连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的
方式排列，形成不同的蛋白质。
20世纪30年代：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。但对DNA的结构没有清晰
的了解。
当时的大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
实验材料：
两种肺炎链球菌
多糖类荚膜
R型菌
菌落:粗糙
无荚膜，无毒
S型菌
菌落:光滑(Smooth)
有荚膜，有毒，可致死
二、肺炎链球菌的转化实验
(Rough)
1
2
3
4
步骤
方 法
现象
结 论
［过程探究1］体内转化实验——格里菲思等
R型活菌
S型 活 菌
加热杀死
S型菌
R型
活 细菌
+
S型
死 细 菌
活
死
活
R型活菌无毒
S型活菌有毒
加热杀死的S型菌无毒
死
（体内有
S型活细
菌）
？
格里菲思的体内转化实验
第4组：小鼠体内为什么会分离出活的S型细菌？
提出可能的原因并进行分析？
推测1：加热杀死的S型细菌“复活”。
推测2：R型细菌发生了基因突变。
哪两组对比可排除？
+S型死菌
转化
S型活菌
哪两组对比可排除？
推测3：R型活菌
实验结论：已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型细菌转化为S细菌的活性物质——转化因子。
存在“转化因子”
进一步思考：
1.如何理解“加热杀死”？
2.产生毒性的特性可能与什么物质有关？
3.转化的实质是什么？
4.转化因子是什么物质？
［实验设计］寻找转化因子：
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
但究竟哪一个才是转化因子呢？
假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明:转化因子是什么物质
讨论:
思路1：将加热致死S型菌各种物质分离提纯后与R型混合，观察是否发生转化。
思路2：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否将R型菌转化。
设计实验
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
DNA酶
酶解法
结论： DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质；
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
［过程探究2］体外转化实验——艾弗里
思考：
1、该实验的巧妙之处是什么
2、蕴含了哪些实验设计原则？
科学方法：
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
加法原理：
与常态比较，人为增加某种影响因素。
减法原理：
与常态比较，人为去除某种影响因素。
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——减法原理
1、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了（ ）
A．DNA是遗传物质
B．RNA是遗传物质
C．蛋白质不是遗传物质
D．加热杀死的S型菌中含有“转化因子”
课堂练习
D
2、关于肺炎链球菌的转化实验，哪项最终证明了DNA是遗传物质( )
A、有毒性的S型活细菌使小鼠死亡
B、加热杀死的S型细菌不引起小鼠死亡
C、无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合，注射后使小鼠死亡
D、用S型活细菌的DNA培养R型细菌，使R型细菌转化为S型细菌
D
3、用下列哪种情况的肺炎球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡？( )
A、加热杀死的
B、活的，但缺乏多糖荚膜
C、加热杀死有多糖荚膜的肺炎球菌和活的缺乏多糖荚膜的肺炎球菌的混合物
D、既缺乏多糖又加热杀死的
C
4、对照实验中，控制自变量时，与常态相比，人为增加某种影响因素，称为“加法原理”，反之为“减法原理”。艾弗里及同事用肺炎链球菌做实验，实验结果如下表。由此可知(　　)
实验组号 接种菌型 加入不同处理的S型细菌细胞提取物 培养皿长菌情况
① R 不作处理 R型、S型
② R 蛋白酶 ？
③ R RNA酶 R型、S型
④ R 酯酶 R型、S型
⑤ R DNA酶 R型
A、②培养皿中只出现R型细菌
B、该实验控制自变量采用了“加法原理”，因为不同组中加入了不同的酶
C．该实验说明S型细菌的细胞提取物中含转化因子，而转化因子很可能
就是DNA
D、①～⑤说明DNA是主要的遗传物质
C
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于蛋白质是遗传物质的观点长期占主导地位，所以有人对其结果仍表示怀疑。
1952年，赫尔希和蔡斯，完成了另一个有说服力的实验——噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体的结构模式图
T2噬菌体中
60%是蛋白质,
40%是DNA..
三.噬菌体侵染细菌的实验
T2 噬菌体的特点
① 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
② 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA
③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
④ 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
大肠杆菌
噬菌体增殖过程
吸附
注入
合成
组装
释放
？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？选择什么元素进行放射性标记？
01
怎样才能让噬菌体标上标记
02
在实验过程中如何确保有噬菌体侵染细菌，如何让噬菌体和细菌分离
03
离心后,悬浮液和沉淀物分别是什么成分
04
放射性同位素标记技术
先标记大肠杆菌再标记噬菌体
保温，搅拌，离心
上清夜:噬菌体颗粒；
沉淀：被侵染的大肠杆菌
［过程探究3］
噬菌体侵染细菌实验
保温目的？
搅拌作用？
离心
离心
离心目的？
结果
35S标记噬菌体蛋白质 32P标记噬菌体DNA
子代噬菌体没有检测到放射性
子代噬菌体中检测到了放射性
结论：在亲子代之间具有连续性的物质是
DNA，即DNA是遗传物质，而蛋
白质不是遗传物质
A组
B组
①35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。
②32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
进一步思考：
噬菌体侵染细菌的实验视频
积极思维
赫尔希和蔡斯采用了哪些技术
手段来实现他们的实验设计？
放射性同位素标记技术、噬菌体培养技术、离心技术等
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
下面这些生物的遗传物质是什么？
［敢于质疑］
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？
背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
［课堂延伸］
烟草花叶病毒只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
预测结果：
（现象）
提出问题：
作出假设：
设计实验：
课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
得出结论：
思路？
实验设计思路:
烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质
预期结果：
实验结论：
若出现②结果则仅蛋白质是遗传物质；
若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物质
若出现①结果则仅RNA是遗传物质；
①仅RNA能使烟草产生原样病斑
②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑
③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑
蛋白质
RNA
分
离
感染
烟草
感染
烟草
实验
结果
出现病斑
不出现病斑
实验
结果
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
四.烟草花叶病毒侵染烟草的实验
细胞结构生物
原核生物
真核生物
遗传物质是DNA
非细胞结构生物
遗传物质是RNA
含DNA的病毒：
含RNA的病毒：
生物
总结
DNA是主要
的遗传物质
绝大多数生物遗传物质是DNA
少数生物遗传物质是RNA
1.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
2.下列有关噬菌体和侵染实验的叙述，正确的是(　　)
A.噬菌体是寄生在细菌体内的原核生物
B.T2噬菌体含有DNA和RNA两种核酸
C.在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用14C和18O可以达到相同效果
D.噬菌体是由DNA和蛋白质组成的
A
D
课堂练习
3、某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：
①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；
③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是（ ）
A. 沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
B. 沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
C. 沉淀物、上清液、沉淀物
D. 上清液、上清液、沉淀物和上清液
B
4.下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，
正确的是 (　　)
A．本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C．实验中采用搅拌和离心等操作是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA，不是蛋白质
B
5、如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未标记的细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，能够找到的放射性元素为（ ）
A. 可在外壳中找到3H、15N、35S
B. 可在DNA中找到32P、15N、3H
C. 可在外壳中找到15N、35S
D. 可在DNA中找到15N、 32P、35S
B
6.填表比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验
比较 项目 噬菌体侵染 细菌实验 肺炎双球菌体
外转化实验
设计 思路 设法将 和 分开,单独研究它们各自不同的功能
处理 方法 放射性同位素标记法:分别标记 和 的特殊元素 直接分离法 :分离S型细菌的 ,分别与R型细菌混合培养
检测结 果的方式 检测 。 观察 .
结论 DNA是遗传物质 DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质
DNA
其他物质
DNA
蛋白质
多种组成物质
放射性位置
菌落的类型

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