高中生物第1节 DNA是主要的遗传物质教学设计

这是一份高中生物第1节 DNA是主要的遗传物质教学设计，共31页。PPT课件主要包含了问题探讨，DNA，蛋白质，小鼠死亡等内容，欢迎下载使用。

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。讨论：1.你认为遗传物质可能具有什么特点？2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
染色体、蛋白质和DNA示意图
通过果蝇实验证明了基因位于染色体上
科学家发现：染色体主要组成成分
染色体在遗传上的连续性和稳定性
1909年，丹麦生物学家约翰逊给遗传因子起名为基因
阅读课本P42~44，思考并回答：1.请根据课本上格里菲思的肺炎链球菌转化实验的内容完成下表。2.格里菲思的肺炎链球菌转化实验主要遵循的实验原则是什么?是否证明了DNA是转化因子? 3.请根据教材中艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验,回答下列问题。(1)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中最关键的设计思路是什么?有什么巧妙之处? (2)加入DNA的实验组的实验结果是什么?经DNA酶处理过的DNA用于实验的结果可以说明什么问题?本实验的结论是什么? 4.格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验有什么关系?
知识点一、肺炎链球菌的转化实验
R型活细菌不能使小鼠死亡
加热杀死的S型细菌不能使小鼠死亡
1.肺炎链球菌体内转化实验——格里菲思
第一组：R型活细菌不能使小鼠死亡第二组：S型细菌使小鼠死亡第三组：加热杀死的S型细菌不能使小鼠死亡
第四组：R型活细菌 + 加热杀死的S型细菌
假说二：R菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”
假说三：在死亡的S菌作用下，R菌突变为S菌
假说五：死亡S型菌的“某物质”进入R型菌，使其转化为活S菌 合成出荚膜
假说一：少量残余S菌大量繁殖
假说四：Ｓ死菌刺激小鼠体内产生免疫物质，后者刺激Ｒ菌突变成了Ｓ菌
高温使蛋白质结构破坏不可逆
资料：格里菲思了解到肺炎双球菌有很多类型，S菌有Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S，R菌有Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R,且自然状态下会有S菌突变为同型R菌，如：Ⅱ-S可突变为Ⅱ-R，但不会突变为Ⅲ-R。转化实验中用到的材料是Ⅱ-R菌与Ⅲ-S菌，且第四组实验小鼠体内提取出来的活S菌为Ⅲ-S。
推断： 已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子。
只有DNA酶能阻止转化实验，表明DNA才是细胞提取物中有活性的转化因子，使R型活细菌转化成了S型活细菌。
2.肺炎链球菌体外转化实验——艾弗里（1944年）
在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”；
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为加法原理。例如在必修一酶一节中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别做了加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”；
与常态相比，人为去除某种影响因素的称为减法原理。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”。
自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理”
例1　某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验,进行了以下4个实验:①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠;②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠;③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠;④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)。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
知识点二、噬菌体侵染细菌的实验
阅读课本P42~44，思考并回答：1.为什么要用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质?2.如果用15N标记噬菌体的蛋白质和DNA,能否证明DNA是遗传物质?3.请根据教材中T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验回答下列有关问题。(1)制备含有35S、31P与32S、32P的两种噬菌体采用的方法是什么?(写出实验方案)(2)离心后上清液与沉淀物中放射性含量不同说明了什么问题?进一步观察发现,细菌裂解释放出的与亲代相似的噬菌体中,可以检测到32P标记的DNA,但却不能检测到35S标记的蛋白质。这一现象又说明了什么?(3)在含32P的噬菌体侵染细菌的实验中,经过离心,沉淀物放射性很高,上清液也有放射性,原因可能是什么?噬菌体侵染细菌实验是否可以证明DNA是主要的遗传物质?
蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：
（1）标记亲代T2噬菌体
①用什么标记？ ②如何标记？ ③能用两种同位素同时标记一组噬菌体吗？
②细菌+含32P的培养基
①噬菌体+含35S的细菌②噬菌体+含32P的细菌
①细菌+含35S的培养基
第二步：标记噬菌体（用两组标记细菌分别培养噬菌体）
标记的亲代T2 噬菌体
①子代在哪儿？ ②如何保证子代所处位置？ ③实验结果？
搅拌的目的： 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心的目的：让上清液中析出T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
结果说明：侵染的大肠杆菌时T2噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外
（2）用标记的亲代T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
赫尔希和蔡斯的实验：实验结果
外壳蛋白质无35S标记
DNA分子才是真正的遗传物质
蛋白质外壳无35S标记
沉淀物的放射性很低，原因是什么？
可能保温时间过短或过长
上清液的放射性很低，原因是什么？
例2　如果用3H、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结构成分中,能够找到放射性元素的为(　　)。A.可在外壳中找到15N、35S、3H　 　　　　B.可在DNA中找到3H、15N、32PC.可在外壳中找到15N和35S D.可在DNA中找到15N、32P、35S
只有DNA是遗传物质吗？
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，不是蛋白质。
烟草花叶病毒重建实验示意图
核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。
3.1DNA是主要的遗传物质一、肺炎链球菌的转化实验二、噬菌体侵染细菌的实验