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(共38张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
课标要求
3.1
遗传信息控制生物性状，并代代相传
3.1.1
概念 3
亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA 分子上
3.1.2
概述多数生物的基因是DNA 分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA 分子上
3.1.3
概述DNA 分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息
概述DNA 分子通过半保留方式进行复制
情景导入---遗传物质的探索
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
孟德尔
2
把“遗传因子”命名为基因
约翰逊
3
提出基因在染色体上的假说
萨 顿
4
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质
5
DNA

蛋白质
学习目标
1.阐明DNA是主要遗传物质的探索过程
2.说明DNA是主要的遗传物质
3.说明自变量控制的“加法原理”和“减法原理”
4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用
1、20世纪30年代人们认为遗传物质是什么？为什么这么认为？
2、使小鼠患有败血症的是哪种细菌？从结构上解释患病原因。
3、格里菲斯的实验结论是什么？
4、艾弗里的实验结论是什么？
5、 T2噬菌体结构包括哪些？组成物质是什么？它有什么特性？
6、为什么用S标记蛋白质用P 标记DNA？
7、噬菌体侵染实验用到的主要技术手段是什么？
预习检测
一、对遗传物质的早期推测
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。
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
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。
20世纪30年代
大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
“我们表示怀疑！”
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
1、体内转化实验用到的实验材料是什么？对它你了解多少？
2、尝试简述实验过程
3、肺炎链球菌转化实验的自变量和因变量是什么？
4、对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
5、对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
6、对比分析第三、四组又说明了什么？
7、本实验能得出什么结论？
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
1、体内转化实验用到的实验材料是什么？对它你了解多少？
实验材料：
比较 菌体特点 菌落特点 毒性
（动物实验）
S型细菌
R型 细菌
无毒
有毒
人肺炎
小鼠败血症
无荚膜
有荚膜
粗糙
Rough
光滑Smooth
R型 和 S型肺炎链球菌
荚膜的化学本质是_______
多糖
原核生物
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
2、尝试简述实验过程
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
3、肺炎链球菌转化实验的自变量和因变量是什么？
自变量：
给老鼠注射的细菌种类及是否有活性；
因变量：
老鼠是否能存活及体内是否有活的S菌。
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
4、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。
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
5、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。
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
6、对比分析第三、四组又说明了什么？
加热灭活的S菌里面肯定含有某种特定的物质，这种特定的物质能够使R菌转化为活的S菌。
二、肺炎链球菌的转化实验--体内转化
任务一：
快速阅读教材P43页内容，思考下列问题：
7、本实验能得出什么结论？
加热灭活的S菌里面存在可以使R菌转化为活的S菌的物质--转化因子。
转化因子？
二、肺炎链球菌的转化实验--体外转化
二、肺炎链球菌的转化实验--体外转化
任务二：
阅读教材P44页内容结合视频内容，思考下列问题：
1、艾弗里的实验思路是什么？
2、艾弗里实验自变量和因变量是什么？
3、艾弗里实验采用什么原理控制自变量？
4、对照实验是如何进行的？
是否加入酶及酶的种类
培养基中是否有活的S菌
把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用
减法原理
第一组为空白对照组。第二至五组为实验组，
每组特异性的去除一种物质，观察S菌的活性。
二、肺炎链球菌的转化实验--体外转化
任务二：
阅读教材P44页内容结合视频，思考下列问题：
5、艾弗里实验得到的结论是什么？
实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。
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。
注 意
二、肺炎链球菌的转化实验
体内转化实验 体外转化实验
实验者
自变量
实验原理
实验方法
实验结果
实验结论
联 系 格里菲思
艾弗里及同事
注射的肺炎链球菌的类型、死活
加入培养基的S型菌的成分
S型细菌使人患肺炎或使小鼠患败血症
对S型细菌中的物质进行提取分离，分别单独地观察各种物质的作用
注射法
酶解法、细菌培养技术
加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌体内有“转化因子”
S型细菌的DNA是遗传物质
①所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)
②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
③两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则
三、噬菌体侵染细菌实验
有没有比细菌更为简单的实验材料？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。
思维碰撞
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
赫尔希 蔡斯
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
1、噬菌体侵染实验用到的实验材料是什么？对它你了解多少？
2、你知道噬菌体的繁殖过程吗？
3、赫尔希和蔡斯实验设计思路是什么？
4、如何获得被32P和35S分别标记的噬菌体？
5、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌理论上会出现什么结果？
6、32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌理论上会出现什么结果？
7、试分析导致实际的侵染结果与理论结果之间差异的原因。
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
1、噬菌体侵染实验用到的实验材料是什么？对它你了解多少？
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
蛋白质
DNA
尾部
头部
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
2、你知道噬菌体的繁殖过程吗？
特性：T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳留在外面
吸附
注入
合成
组装
释放
噬菌体借尾丝吸附在细菌表面。
把DNA注入到细菌细胞。
利用细菌的化学成分、酶系统和核糖体合成出噬菌体的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。
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
3、赫尔希和蔡斯实验设计思路是什么？
用不同的放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用。
资料：
在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明：S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。
三、噬菌体侵染细菌实验
要求：利用T2噬菌体、大肠杆菌等实验材料设计实验探究T2噬菌体注入大肠杆菌的成分(遗传物质)。提出的问题和作出的假设分别是什么？
第一组实验（35S标记跟踪蛋白质） 第二组实验（32P标记跟踪DNA）
上清液： 上清液：
沉淀物： 沉淀物：
上清液： 上清液：
沉淀物： 沉淀物：
上清液： 上清液：
沉淀物： 沉淀物：
放射性很高
无放射性
放射性很高
无放射性
放射性很高
无放射性
放射性很高
无放射性
放射性很高
无放射性
放射性很高
无放射性
假设1：注入的是蛋白质，DNA未进入
假设2： 注入的是DNA，蛋白质未进入
假设3：DNA和蛋白质都进入
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
4、如何获得被32P和35S分别标记的噬菌体？
含32P培养基
→
大肠杆菌
→
被32P标记大肠杆菌
T2噬菌体
→
→
被32P标记T2噬菌体
含35S培养基
→
大肠杆菌
→
被35S标记大肠杆菌
T2噬菌体
→
→
被35S标记T2噬菌体
合成子代噬菌体所需氨基酸、核苷酸和能量都由宿主细胞提供。
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
6、32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌理论上会出现什么结果？
5、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌理论上会出现什么结果？
放射性只出现在离心管的上清液，35S标记的噬菌体外壳侵染大肠杆菌时留在外面，搅拌又使其与大肠杆菌分离，因质量较轻，离心时停留在上清液 。
放射性只出现在离心管的底部，32P标记的噬菌体DNA注入大肠杆菌，离心时随大肠杆菌沉入试管底部 。
三、噬菌体侵染细菌实验
任务三：
阅读教材P44-46页内容，思考下列问题：
7、试分析导致实际的侵染结果与理论结果之间差异的原因。
搅拌不充分，一部分噬菌体吸附在大肠杆菌上离心沉入试管底部
保温时间短，没有完全侵染，离心到上清液。
保温时间长，子代噬菌体释放，离心到上清液。
三、噬菌体侵染细菌实验
结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。
细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质，这一结果说明了什么？
DNA是所有生物的遗传物质吗？
四、RNA也是遗传物质
烟草花叶病毒（TMV）是基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？
RNA
蛋白质
TMV在感染烟草时，会出现致病斑。
四、RNA也是遗传物质
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有 和 )、烟草。
(2)实验过程(如何设计)
蛋白质
RNA
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
RNA
蛋白质
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
RNA
蛋白质
四、RNA也是遗传物质
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 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
遗传物质判断
3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA
1、一切生物的遗传物质是核酸
4、植物细胞中DNA的载体：染色体、叶绿体、线粒体，动物细胞中DNA的载体：染色体、线粒体，所以说，染色体是DNA的主要载体。原核细胞和病毒没有染色体。
思考:
1、动物和人体的遗传物质是什么？
DNA
2、烟草的遗传物质是什么？
DNA
3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
RNA
4、细菌的遗传物质是什么？
DNA
5、一切生物的遗传物质是什么？
核酸
6、病毒的遗传物质是什么？
DNA或RNA
问题探讨
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。
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
遗传物质应能够储存大量的遗传信息，
可以准确地自我复制，并传递给下一代，
能够指导蛋白质合成，控制生物体性状和代谢，
结构比较稳定。
DNA
蛋白质
染色质
染色体
当堂练习
C
1、下图是格里菲思实验部分示意图，下列有关说法正确的是(　　)
A．两组实验对照，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．第一组小鼠不死亡，是因为肺炎链球菌的DNA和蛋白质均已变性
C．第二组小鼠死亡，说明有R型细菌转化成了S型细菌，进一步说明加热致死的S型细菌中存在转化因子
D．从第二组死亡小鼠体内分离出的肺炎链球菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落
当堂练习
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
2、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(　　)
本节小结
作业：
1.整理笔记
2.课后题
3.大本和小本

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