资源简介 (共42张PPT)第三章 基因与的本质第1节:DNA是主要的遗传物质遗传物质早期推测肺炎链球菌转化实验噬菌体侵染细菌的实验DNA是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质010203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组成对遗传物质的早期推测肺炎链球菌的转化实验一20世纪中叶,科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的在这两种物质中,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。情境一作为遗传物质,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情境一【任务1】简单梳理对遗传物质的早期推测时期 20世界20年代 20世纪30年代对大分 子认识 蛋白质由多种 _______连接而成 的生物大分子 ①DNA是由许多____________ 聚合而成的生物大分子②脱氧核苷酸有4种,包含四种碱基。观点 是生物体 的遗传物质 是遗传物质的观点仍占主导地位理由 氨基酸的 可 能蕴含着遗传信息 人们对DNA分子的结构没有清晰的了解氨基酸脱氧核苷酸A、T、C、G蛋白质蛋白质排列顺序情境二对于遗传物质的探索、人类经历了一个漫长而复杂的过程、其中三个先后进行的经典实验,运用不同的实验思路和方法、共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。艾弗里赫尔希格里菲思蔡斯比较 菌体特点 菌落特点 毒性S型 细菌R型 细菌1.肺炎链球菌的类型无毒有毒人和小鼠患肺炎小鼠并发败血症死亡无荚膜有荚膜光滑Smooth粗糙 Rough【任务2】分析格里菲思实验的原理及过程第一组第二组死亡第三组不死亡第四组注射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2.肺炎链球菌的转化实验示意图【任务2】分析格里菲思实验的原理及过程①R型活细菌②S型活细菌③加热致死的S型细菌④R型活细菌+加热致死的S型细菌小鼠不死亡死亡,分离出S型活细菌不死亡死亡,分离出S型活细菌注射注射注射混合注射3.结合教材,分析格里菲思的肺炎链球菌小鼠体内转化实验,回答下列问题(1)实验①②对比说明____________________________________。(2)实验②③对比说明______________________________。(3)实验②③④对比说明__________________________。R型细菌无致病性,S型细菌有致病性被加热杀死的S型细菌无致病性R型细菌可转化为S型细菌【任务2】分析格里菲思实验的原理及过程(3)将S型细菌DNA提取后直接注入小鼠体内,能从小鼠体内分离出s型细菌吗 ①R型活细菌②S型活细菌③加热致死的S型细菌④R型活细菌+加热致死的S型细菌小鼠不死亡死亡,分离出S型活细菌不死亡死亡,分离出S型活细菌注射注射注射混合注射3.结合教材,分析格里菲思的肺炎链球菌小鼠体内转化实验,回答下列问题S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌的前提是S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA发生重组,直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内,DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用,如果小鼠体内没有R型细菌,也无法转化为S型细菌。【任务2】分析格里菲思实验的原理及过程(4)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。①R型活细菌②S型活细菌③加热致死的S型细菌④R型活细菌+加热致死的S型细菌小鼠不死亡死亡,分离出S型活细菌不死亡死亡,分离出S型活细菌注射注射注射混合注射3.结合教材,分析格里菲思的肺炎链球菌小鼠体内转化实验,回答下列问题【任务2】分析格里菲思实验的原理及过程“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型细菌脂质蛋白质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:有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取物+有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液+混合混合有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液+混合S型细菌R型细菌只长R型细菌第一组第二至四组第五组S型细菌R型细菌DNA酶蛋白酶\RNA酶\酯酶【任务3】分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的原理及过程破碎加热致死的S型细菌设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质不作处理蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶分别与R型细菌混合培养S型细菌的细胞提取物R型S型R型S型R型S型R型S型R型①②③④⑤处理(1)概述该实验的设计思路。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(2)从对照实验设计角度分析,实验的自变量是什么 向R型细菌培荞基中加入的S型细菌提取物中去除的物质种类(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么 分别除去S型细菌细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质,以明确这些物质是不是转化因子。【任务3】分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的原理及过程破碎加热致死的S型细菌设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质不作处理蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶分别与R型细菌混合培养S型细菌的细胞提取物R型S型R型S型R型S型R型S型R型①②③④⑤处理(4)前四组的实验结果为什么既有R型细菌,又有S型细菌 S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养,为什么培养皿中只有R型细菌 DNA酶能水解DNA,从而破坏了DNA分子的结构稳定,使其丧失转化功能。【任务3】分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的原理及过程破碎加热致死的S型细菌设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质不作处理蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶分别与R型细菌混合培养S型细菌的细胞提取物R型S型R型S型R型S型R型S型R型①②③④⑤处理(7)据此分析,该转化实验的结论是什么?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。(6)该实验其巧妙之处是什么 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(蛋白质等不是遗传物质)【任务3】分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的原理及过程基因重组(8)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。【任务3】分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的原理及过程1.格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验,下列关于该实验的结论,错误的是 ( )A.说明肺炎链球菌的遗传物质是DNAB.说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C.说明R型活细菌是无毒性的D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的课堂检测A2.肺炎链球菌的转化实验中,能够使小鼠死亡的是( )A.S型细菌的蛋白质+蛋白酶+R型细菌B.S型细菌的DNA+R型细菌C.S型细菌的RNA+RNA酶+R型细菌D.S型细菌的DNA+DNA酶+R型细菌课堂检测B噬菌体侵染细菌的实验二继格里菲思和艾弗里之后,1952年遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料,进行了一个极具说服力的实验——噬菌体侵染细菌实验。情境三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。1.T2噬菌体的结构【任务4】认识T2噬菌体吸附注入合成组装释放噬菌体吸附在细菌表面把DNA注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体,释放出噬菌体吸附注入合成组装释放2.T2噬菌体的繁殖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【任务4】认识T2噬菌体DNA(C、H、O、N、P)(C、H、O、N、S等)蛋白质头部尾部32P标记的噬菌体35S标记的噬菌体放射性同位素标记法(2)如何获得分别含35S、32P标记的噬菌体?请用最简要的语言描述!分别用含32p和35s的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体3.T2噬菌体的标记(1)标记方法:【任务4】认识T2噬菌体(1)如上图所示,其中搅拌的目的是________________________________。(2)沉淀物出现放射性原因是?1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤: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使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离搅拌不充分,少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面。【任务5】噬菌体侵染细菌的实验过程(3)离心的目的:______________;(4)第四步离心后上清液放射性很高说明_______________。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。侵染时,噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤: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【任务5】噬菌体侵染细菌的实验过程(5)沉淀物放射性很高说明 ;(6)在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,若保温 ,上清液的放射性含量升高,其原因是__________________________________。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T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌另一组实验用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液不含放射性,沉淀物具有很高的放射性;由此对实验过程进行误差分析:部分含32P的噬菌体被细菌裂解释放过长【任务5】噬菌体侵染细菌的实验过程(7)在实验中,如果因为保温时间 ,有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将____(填“是”或“不是”)误差的来源,理由是_____________。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是含32P的噬菌体没有侵染细菌,离心后含32P的噬菌体会到上清液中过短另一组实验用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液不含放射性,沉淀物具有很高的放射性;由此对实验过程进行误差分析:【任务5】噬菌体侵染细菌的实验过程(8)该实验证明了“T2噬菌体的遗传物质是DNA”,支持该结论的重要实验现象是____________________________________________。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用32P标记的组别中,放射性主要出现在沉淀物中另一组实验用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液不含放射性,沉淀物具有很高的放射性;由此对实验过程进行误差分析:【任务5】噬菌体侵染细菌的实验过程1.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验,过程如图所示。下列有关分析正确的是( )A.理论上,b和c中不应具有放射性B.实验中b含少量放射性与过程①中培养时间过长或过短有关C.实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充分有关D.该实验证明了RNA是遗传物质课堂检测A2.用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌,经短时间的保温培养、充分搅拌和离心处理后,下列预期的实验结果中,错误的是( )A.用含3H标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,上清液和沉淀物中均有放射性B.用未标记的噬菌体侵染14C标记的细菌,上清液和沉淀物中均有放射性C.用含32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,上清液和沉淀物中可能均有放射性D.用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌,上清液和沉淀物中均有放射性课堂检测BDNA是主要的遗传物质三RNA蛋白质TMV在感染烟草时,会出现致病斑。情境四烟草是雌雄同花植物,易受烟草花叶病毒的侵染,导致有的叶片呈现黄色斑驳,有的整株黄化。能使烟草大幅度减产科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同的品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。据下表中回答问题:实验 编号 实验过程 实验结果 病斑类型 分离出的TMV类型① 用a型TMV感染烟草植物 a型 a型② 用b型TMV感染烟草植物 b型 b型③ 用组合病毒(a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA)感染烟草植物 b型 b型④ 用组合病毒(b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA)感染烟草植物 a型 a型①组和④组的实验结果相同,②组和③组的实验结果相同,说明?a、b两个不同品系的TMV的RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质该实验的设计思路是:将TMV的RNA和蛋白质分开,单独研究各自的功能【任务6】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RNADNARNADNARNADNA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。【任务7】判别生物体内核酸的种类及遗传物质项目 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”【任务1】列表比较三个经典实验对比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。1.下列关于生物的遗传物质的说法,正确的是( )A.同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNAB.DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC.真核生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质都是RNAD.艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质课堂检测A2.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者引起的病斑不同,如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离,并分别感染健康烟叶,结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”,然后感染健康烟叶,如图丙。依据实验,下列推论正确的是( )课堂检测A.图甲实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶B.图乙实验结果说明TMV的蛋白质外壳能感染烟叶C.图丙实验结果是烟叶被感染,并且出现b病斑D.杂种病毒产生的子代具有TMV的蛋白质外壳C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 展开更多...... 收起↑ 资源预览