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(共26张PPT)
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
1
1866年
孟德尔发现遗传定律
遗传物质是蛋白质还是DNA
2
1891年
科学家描述减数分裂全过程
3
1903年
萨顿假说：基因和染色体存在平行关系
5
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
1909年
4
摩尔根证明：
基因在染色体上
情景导入
Q1:早期人们认为哪种物质是生物体的遗传物质？有何依据？
Q2:推测出来的结果可信吗？需要如何做才能使推测变为结论？
对遗传物质的早期推测
任务一
自主学习
Q1:实验材料及其特点？
Q2:分析格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验的过程及结论？
Q3:分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的思路、过程和结论？
Q4:在实际操作过程中最大的困难是什么？
任务二
自主学习
描述肺炎链球菌的转化实验过程
任务二
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无毒性
表面光滑 Smooth
表面粗糙 rough
有
无
多糖类的荚膜
自主学习
Q1：选择的实验材料及其特点？
肺炎链球菌
①第3组实验说明加热杀死后的S型细菌还有致病能力吗？
②前3组实验说明能使小鼠患败血症死亡的细菌是哪种肺炎链球菌？
③第4组小鼠死于什么病？
④结合2、3问，第4组小鼠是因何种因素死于败血症？
⑤怎样验证上述第4问的答案？
无
活的S型细菌
败血症
小鼠体内出现了活的S型菌
从死亡小鼠体内分离出活细菌并培养、观察。
若出现光滑菌落，即可验证
自主分析
任务二
Q2:分析格里菲斯体内转化实验？
⑥格里菲斯从死亡小鼠体内分离到活的S型细菌，那么这个S型细菌是怎么产生的？
观点1
观点2
加热杀死的S型细菌复活了
活的R型细菌转化成了S型细菌
自主分析
⑦这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？
转化的性状可以遗传
⑧由此得出的实验结论是什么？
加热杀死的S型菌
R型菌
转化因子
S型菌
转化
任务二
Q2:分析格里菲斯体内转化实验？
材料：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。
分析材料 学以致用
例1.(源于必修2 P43图3－2)格里菲思第四组
实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量
的变化情况如图所示，则：
①ab段R型细菌数量减少的原因是
②bc段R型细菌数量增多的原因是
小鼠体内吞噬细胞吞噬并杀灭R型细菌，致使R型细菌数量减少
b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，在宿主体内生活并繁殖，导致小鼠的免疫力降低，造成R型细菌大量繁殖。
任务二
材料：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。
分析材料 学以致用
例1.(源于必修2 P43图3－2)格里菲思第四组
实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量
的变化情况如图所示，则：
③后期出现的大量S型细菌是由 而来的。
R型细菌转化成的S型细菌繁殖
任务二
任务二
自主学习
加热杀死的S型菌
R型菌
转化因子
S型菌
转化
①加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟谁是转化因子？
②从控制自变量的角度分析，实验中最关键的设计思路是什么？
③通过什么方法将蛋白质、DNA等物质分开？
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
设法将蛋白质、DNA等物质分开，单独、直接地观察它们的作用。
通过“酶解法”，将物质一个个排除，观察剩余提取物能否转化R型细菌
Q3:分析艾弗里体外转化实验的思路、过程和结论？
任务二
自主学习
实验过程
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
①第一组与第二-四组对照说明S型细菌的提取物中含有转化因子吗？
由此说明哪些物质不是转化因子？
②第一组与第五组对照说明提取物中含有转化因子吗？由此说明谁最可能是转化因子？
不作处理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
R型细菌
S型细菌
R型细菌
含有
蛋白质、RNA、脂质
不含有，DNA
Q3:分析艾弗里体外转化实验的思路、过程和结论？
任务二
自主学习
实验过程
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
③实验结论是什么
④该实验中自变量控制的科学方法是什么
不作处理
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
R型细菌
S型细菌
R型细菌
DNA是转化因子
“减法”原理
Q3:分析艾弗里体外转化实验的思路、过程和结论？
任务二
方法总结
科学方法（教材P46）
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”。
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。
描述肺炎链球菌的转化实验过程
任务二
延伸与拓展
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
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌。（结合上图过程分析可能的原因？）
描述肺炎链球菌的转化实验过程
由转化后的S型细菌繁殖
例1： ③后期出现的大量S型细菌是由 而来的。
①
②
③
④
⑤
任务二
学以致用
例2.艾弗里通过实验发现S型细菌中的DNA能促使R型菌转化，兴趣小组为进一步验证艾弗里的结论，进行了以下4个实验，则实验后小鼠存活的情况依次是（ ）
①S型细菌的DNA+DNA酶 加入R型细菌 注入小鼠
②R型细菌的DNA+DNA酶 加入S型细菌 注入小鼠
③R型细菌+DNA酶 高温加热后冷却 加入S型细菌的DNA 注入小鼠
④S型细菌+DNA酶 高温加热后冷却 加入R型细菌的DNA 注入小鼠
A.存活、存活、存活、死亡
B.存活、死亡、存活、死亡
C.死亡、死亡、存活、存活
D.存活、死亡、存活、存活
描述肺炎链球菌的转化实验过程
D
小鼠存活与菌体有关，而非DNA
DNA本身没有毒性；DNA只有在菌体中才能发挥作用
任务二
问题探讨
DNA结构不清晰
如何彻底去除细胞中的某种物质？
DNA只是对荚膜的形成有直接效应，而非遗传物质？
蔡斯(左)赫尔希(右)
有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？
思考
Q4:在实际操作过程中最大的困难是什么？
任务三
自主学习
子任务
阐述噬菌体侵染细菌的实验方法和过程
核心思路
将DNA与蛋白质彻底分开
Q1:实验材料
Q2:实验方法
Q3：构建侵染过程模型
Q4：如何标记亲代噬菌体
Q5：如何检测子代噬菌体的放射性情况
任务三
自主学习
主要组成元素
C、H、O、N、P
主要组成元素
C、H、O、N、S
T2噬菌体
同位素标记法
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
Q1:噬菌体作为遗传学实验材料的特点有哪些？
Q2:实验方法？
①结构简单：
无细胞结构，只有DNA和蛋白质外壳
②繁殖快：
病毒短时间内可大量繁殖
③严格寄生生物：
专门寄生在大肠杆菌体内
任务三
阐述噬菌体侵染细菌的实验方法和过程
Q3:构建侵染过程模型
任务三
学以致用
+
培养
培养
35S标记的 _______
32P标记的 _______
T2噬菌体
T2噬菌体
T2噬
菌
体
+
培养
大肠杆菌
含32P的细菌培养基
含32P的
_________
大肠杆菌
含35S的
_________
大肠杆菌
含35S的细菌培养基
+
培养
大肠杆菌
Q4:如何标记亲代噬菌体？
①能否将亲代噬菌体同时标记35S、32P？
②能否用含35S、32P的培养基分别直接培养噬菌体的蛋白质和DNA？
任务三
自主学习
标记细菌
标记
噬菌体
标记噬菌体侵染未标记细菌
（短时间保温）
搅拌
离心
观察放射性的分布
“短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
“保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性
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T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
上清液
沉淀物
T2噬菌体
大肠杆菌
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？
①子代噬菌体在哪儿？
②如何保证子代噬菌体所处位置？
请你预期理论结果
放射性？
上清液
放射性？
沉淀物
放射性？
子代噬菌体
放射性？
上清液
放射性？
沉淀物
放射性？
子代噬菌体
有放射性
无放射性
无放射性
有放射性
无放射性
部分有放射性
任务三
自主探究
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？
搅拌不充分，导致少量含35S的噬菌体蛋白质外壳还吸附在细菌表面，离心时随细菌到沉淀物中
原因
任务三
自主探究
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？
请你分析实际结果
原因
任务三
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？
请你分析实际结果
自主探究
保温时间长
理论上
上清液
沉淀物
实际上
释放
保温时间短
任务三
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？
自主探究
标记部位 35S标记的蛋白质 32P标记的DNA
放射性情况 上清液 很高 很低
沉淀物 很低 很高
子代噬菌体 没有检测到35S 检测到32P
①两组实验大肠杆菌内放射性的分布情况说明什么？
亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体，蛋白质则没有
蛋白质外壳未进入大肠杆菌中，DNA进入到大肠杆菌中
②子代噬菌体有标记的DNA，却没有标记的蛋白质。说明什么？
③噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质吗？
不能，因为噬菌体的蛋白质外壳未注入细菌细胞内,无法判断
任务三
Q5:如何检测子代噬菌体是否有放射性来证明DNA是遗传物质？

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