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(共39张PPT)
DNA是主要的遗传物质
人教版必修2·第3章
1
掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论
分析比较三大实验方法和结论
3
学习目标
2
掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论
体验探究生物遗传物质的实验思路
4
2
3
4
01
对遗传物质的早期推测
目录
content
02
肺炎链球菌的转化实验
03
噬菌体侵染细菌实验
04
DNA是主要的遗传物质
05
习题巩固
对遗传物质的早期推测
思考：遗传物质应具备哪些条件？
1、应能够储存大量遗传信息。
2、可以准确的复制，可以传递给 下一代
3、可以控制生物性状。
4、结构比较稳定
？
20世纪20年代，人们认识到人体内的蛋白质是由20种氨基酸通过脱水缩合而来，而且氨基酸多种多样的排列顺序中可能蕴藏着遗传信息。
一、对遗传物质的早期推测
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
A
T
G
C
20世纪30年代，科学家已经发现DNA由4种脱氧核糖核苷酸连接而成。但没有引起足够的重视。“蛋白质是遗传物质”的看法依然占主导地位。
20世纪中叶，染色体由蛋白质和DNA组成已经为人们所知，但是对于谁是遗传物质仍然存在争议。
对遗传物质的早期推测
肺炎链球菌转化实验
？
任务一：探究遗传物质是DNA还是蛋白质？
方法一：把两种物质分开
方法二：去掉某种物质
实验材料：肺炎链球菌
R型无荚膜
表面粗糙，无毒性
S型有荚膜
表面光滑，有毒性
二、肺炎链球菌的转化实验
说明R型菌无毒性
说明S型活细菌有毒性
2、第一组、第二组实验的作用是什么？
1、第二组中，从死亡小鼠体内分离出S型活细菌，说明什么？
对照作用
1、肺炎链球菌的体内转化实验
将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射
说明什么？
3、如何解释第三组的实验结果？
说明加热杀死的S型菌失去毒性
从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。
由此可以判断：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型菌
S型菌
转化因子
S型菌
后代
“谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质”
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。
去除某种物质，看是否影响他的作用。
S型细菌
多糖
脂质
蛋白质
RNA
DNA
？
要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至四组
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取液。
2、肺炎链球菌的体外转化实验
该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。而蛋白质不是。
遵循单一变量原则和对照原则。
其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。
最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）
实验结论
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
eg. 比较过氧化氢在不同条件下
的分解实验
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
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技术，完成了另一个有说服力的实验。
思考：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？
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体的结构
遗传物质
外壳
三、噬菌体侵染细菌的实验
2.噬菌体侵染细菌的过程：
吸附
注入
合成
组装
释放
注意：T2噬菌体只提供遗传物质(DNA)作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。
T2噬菌体自己把蛋白质和DNA分离了
组成元素
蛋白质:
DNA：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
35S
32P
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素进行放射性标记
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体
可以直接标记噬菌体吗？
2.噬菌体侵染细菌的过程：
放射性同位素标记
先标记大肠杆菌
大肠杆菌 + 含35S的培养基→含35S的大肠杆菌
大肠杆菌 + 含32P的培养基→含32P的大肠杆菌
再标记T2噬菌体
T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体
T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体
实验方法：
实验思路：
将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用
32P
35S
同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA）
实验过程：
总结
分别用35S或32P标记噬菌体与未标记大肠杆菌混合
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
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
35S标记的实验 32P标记的实验
标记部位
放射性情况 上清液
沉淀物
有无放射性原因
很高
很低
蛋白质未进入细菌中
DNA进入细菌中
很高
很低
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。
蛋白质
DNA
4、噬菌体侵染细菌实验结果
实验结论
用35S标记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
实验中采用搅拌和离心等手段，目的是：
仅有图上的实验过程， (能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是 。
让噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分离。
不能
蛋白质外壳没有进入细菌体内
噬菌体侵染细菌的实验
回看
噬菌体侵染细菌的实验
回看
35S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。
搅拌不充分
理论上
上清液
沉淀物
其中一个
大肠杆菌
实际上
35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因
32P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？
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
保温时间长
理论上
上清液
沉淀物
若该大肠杆菌有一个噬菌体侵入
实际上
部分释放出来
释放
未来得及侵染
实际上
保温时间短
吸附
注入
合成
组装
释放
噬菌体侵染细菌的实验
回看
35S标记的实验发现沉淀物中有放射性
32P标记的实验发现上清液中有放射性
搅拌或离心不充分，噬菌体与大肠杆菌未分离
保温时间过短，噬菌体侵染不充分
保温时间过长，子代噬菌体释放
将下列实验现象与原因连线对应起来
原因
现象
噬菌体侵染细菌的实验
回看
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
RNA是遗传物质的实验证据
RNA也是遗传物质！
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
烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
观察下边实验，你得出了什么结论？
四、DNA是主要的遗传物质
TMV 2
RNA 2
蛋白质 2
蛋白质 1+RNA 2
TMV 2
TMV 1
RNA 1
蛋白质 1
蛋白质 2+RNA 1
TMV 1
烟草花叶病毒重建实验示意图
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
拓展
常见的RNA是遗传物质的病毒：
烟草花叶病毒 SARS病毒 HIV病毒
流感病毒 新型冠状病毒等少数病毒。
注意！！！
大部分病毒的遗传物质是DNA
不同生物体内遗传物质
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 玉米、小麦、人
原核生物 乳酸菌、蓝藻
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
DNA是主要的遗传物质。
总结
使用不同元素标记后子代放射性有无的判断
总结
1．噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ ）
A．细菌 B．噬菌体
C．原噬菌体外壳降解 D．环境
2．“DNA是主要的遗传物质”是指（ ）
A．遗传物质的主要载体是染色体
B．大多数生物的遗传物质是DNA
C．细胞里的DNA大部分在染色体上
D．染色体在遗传上起主要作用
A
B
课堂反馈
3．若用 15N 、 32P 、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能找到的放射性元素为（ ）
A.可在外壳中找到 15N和 35S B.可在DNA中找到15N 和32P
C.可在外壳中找到 15N D.可在DNA中找到 15N、 32P、 35S
B
4．用噬菌体去感染含32P的细菌细胞，在细菌解体后含32P的是（ ）
A．子代噬菌体DNA B．子代噬菌体所有部分
C．子代噬菌体蛋白质外壳 D．子代噬菌体不含32P
A
课堂反馈
5、T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程为：同位素标记噬菌体→噬菌体侵染大肠杆菌→搅拌→离心→检测上清液和沉淀物的放射性，下列说法正确的是（ ）
A．实验中有两次培养T2噬菌体的过程，可以说明病毒的生命活动离不开细胞
B．噬菌体侵染的是未被标记的大肠杆菌，为保证侵染的效果可延长保温的时间
C．离心的目的是让T2噬菌体和大肠杆菌分离
D．用32P标记的一组感染实验，放射性主要分布在上清液中
A
课堂反馈
本课总结
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