资源简介

(共29张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质
前情回顾：名人榜
孟德尔
1866年提出“遗传因子”，并总结遗传规律
约翰逊
1909年把“遗传因子”命名为基因
萨 顿
1903年提出基因在染色体上的假说
摩尔根
1909年实验证明基因位于染色体上
弗莱明等
1879年德国生物学家弗莱明经过实验发现染色体。主要组成成分是 DNA和蛋白质
DNA

蛋白质
魏斯曼等
1890年减数分裂的研究：为找到基因提供了最正确的线索
问题探讨
蛋白质和DNA这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。如果你是当时的一位科学家，你会支持哪种观点呢？
思考1：遗传物质可能具有什么特点？
思考2：证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
遗传物质应能够储存大量的遗传信息；可以准确地复制，并传递给下一代；结构比较稳定等
如：将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现
任务一：了解科学家对遗传物质的早期推测
①20世纪20年代
由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
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。
②20世纪30年代
资料链接：肺炎链球菌
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
任务二：肺炎链球菌的转化实验
③1928年，格里菲斯的研究
实验材料：肺炎链球菌、小鼠
第一组
不死亡
第二组
死亡
第三组
不死亡
第四组
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
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
任务二：肺炎链球菌的转化实验
③1928年，格里菲斯的研究
1.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。
2.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。
思考：
任务二：肺炎链球菌的转化实验
③1928年，格里菲斯的研究
思考：
3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？
4. 这种转化产生的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，又说明了什么？
转化的性状可以遗传
已经被加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质—“转化因子” 。
R
+
S
活R
死S
小鼠死亡
S
活S
S中的转化因子
转化因子究竟是什么物质？
任务二：肺炎链球菌的转化实验
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？
思考：假如你是艾弗里该如何设计实验来进一步探究？请说出你的实验思路。
多糖类的荚膜
体外转化
任务二：肺炎链球菌的转化实验
④20世纪40年代，艾弗里的研究
实验思路：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型细菌转化。
活动：阅读教材p44艾弗里的实验内容，将下列表格补充完整。
任务二：肺炎链球菌的转化实验
④20世纪40年代，艾弗里的研究
思考：
1.第1组实验的结果说明了什么？
S型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂质和RNA、DNA）中含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。
2.第2至4组的实验的结果和第1组实验结果比较说明了什么？
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
3.第5组的实验结果和第1组实验结果比较说明了什么？
DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。
任务二：肺炎链球菌的转化实验
④20世纪40年代，艾弗里的研究
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
结 论
注意：
1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质。
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数。
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”。
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
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。
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
⑤1952年，赫尔希、蔡斯的研究
赫尔希
蔡斯
利用放射性同位素标记技术
是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒；
头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。（化学组成中，60%是蛋白质，40%DNA）
资料链接：T2噬菌体（细菌病毒）
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在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。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
噬菌体增殖的过程
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
⑤1952年，赫尔希、蔡斯的研究
利用放射性同位素标记技术
35S
32P
大肠杆菌
35S
大肠杆菌
32P
高
低
低
高
1.赫尔希等人选用病毒作为实验材料，以病毒作为实验材料具有哪些优点？
病毒结构简单,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，病毒短时间内可大量繁殖。
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
⑤1952年，赫尔希、蔡斯的研究
思考：
2.本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记？
组成元素
蛋白质:
C、H、O、N、S
DNA：
C、H、O、N、P
32P
35S
P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
⑤1952年，赫尔希、蔡斯的研究
思考：
3.能否用14C和3H标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
不能用14C和3H标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。
不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，离心后上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
注意事项：
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要______保温，然后搅拌、离心。
(2)搅拌的目的是_________________________________。
(3)离心的目的是________________________________________________
_____________________________。
短时间
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时，_____进入细菌的细胞中，而____________仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过___________遗传的。
6.实验结论：_______才是噬菌体的遗传物质。
DNA
蛋白质外壳
亲代的DNA
DNA
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
⑤1952年，赫尔希、蔡斯的研究
思考：
4.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
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，随细菌离心到沉淀物中。
5．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
（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。
艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验
处理方式
对照原则
实验结论
设计思路 直接分离
同位素标记法
S型细菌的分离物质分别与
R型细菌混合培养相互对照
分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照
设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）
两个经典实验的比较
任务四：RNA是遗传物质的实验证据
⑥烟草花叶病毒侵染烟草的实验
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。
任务四：RNA是遗传物质的实验证据
⑥烟草花叶病毒侵染烟草的实验
观察烟草花叶病毒侵染烟草的实验，思考该实验，可以得出什么结论？
感染
烟草
感染
烟草
出现病斑
不出现病斑
实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
分
离
烟草花叶病毒（RNA和蛋白质）
总结
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 动物、植物、真菌
原核生物 蓝藻、乳酸菌等
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
绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌( )
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡( )
×
艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。
此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。
×
当堂检测
(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质( )
格里菲思未证明DNA是遗传物质。
×
当堂检测
(4)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解( )
×
T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。
当堂检测
(5)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体( )
×
病毒没有细胞结构，不能独立代谢，必须用活细胞培养，不能用人工培养基直接培养噬菌体。
(6)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点
( )
√
练习与应用
D
A
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