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人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质优秀课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质优秀课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了DNA，蛋白质，“我们表示怀疑”，科学方法，积极思考等内容，欢迎下载使用。
情景导入：前情回顾：名人榜
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。
你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为要想说明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
[问题探讨]——遗传物质的特点
①自我复制，使前后代保持一定的连续性 ；②指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢③贮存大量遗传信息；④结构比较稳定，又能产生可遗传的变异。
如：将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现
任务1：了解科学家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。
认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
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。
二.肺炎链球菌的转化实验——①格里菲思的体内转化实验
小鼠和两种肺炎链球菌
菌落：是由单个细菌在适宜固体培养基表面生长繁殖到一定程度，形成的肉眼可见的子细胞种群。
荚膜：某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，主要成分是多糖。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消灭，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。
任务2：肺炎链球菌的转化实验
1.对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
R型活细菌使小鼠不死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
2.对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌使小鼠不死亡。
3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？
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” 。
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
但究竟哪一个才是转化因子呢？
思考：假如你是艾弗里该如何设计实验来进一步探究？请说出你的实验思路。
【1.实验思路】：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分，观察能否将R型细菌转化。【活动】：阅读教材p44艾弗里的实验内容，将下列表格补充完整。
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
二.肺炎链球菌的转化实验——②艾弗里的体外转化实验
【思考】：1.第1组实验的结果说明了什么？
S型细菌的细胞提取物含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。
2.第2至4组的实验的结果和第1组实验结果比较说明了什么？
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
3.第5组的实验结果和第1组实验结果比较说明了什么？
DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。
【注意】：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。
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”。
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
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。
美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯
【质疑】艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论怀疑。深信蛋白质是遗传物质
有没有比细菌更为简单的实验材料？
定义：是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。结构：头部和尾部成分：头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。
1.实验材料——T2噬菌体
三、噬菌体的侵染细菌实验
1.艾弗里与赫尔希等人选用以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
⑴个体很小，结构简单。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。⑵繁殖快。
资料链接：T2噬菌体（细菌病毒）
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在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，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
2.噬菌体增殖的过程
任务3：噬菌体的侵染细菌实验
要求2：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？
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？
假设1：只有DNA注入假设2：只有蛋白质注入假设3：DNA和蛋白质都注入
C、H、O、N 、P
2.能用35S、32P同时标记噬菌体吗
要求：阅读教材，思考以下问题：
1.用C、H、O、N同位素标记行吗？
不可行，噬菌体蛋白质和DNA都含有无法分开，且O、N不具有放射性
不能，检测放射性只能检测是否有放射性，不能确定哪种元素放射性
3.可以直接标记噬菌体吗？
不可以，噬菌体是DNA病毒，无法单独在培养基上存活。必须寄生在活宿主细胞内才能繁殖。
（1）分别用35S和32P标记噬菌体
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
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
（2）侵染：已标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
（3）搅拌：使吸附在大肠杆菌上的_________与___________分离开。
使上清液中析出质量较轻的_________________，而离心管沉淀物中留下被侵染的_____________。
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要______保温，_____________________________________________________________
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物留下被侵染的大肠杆菌
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。
4.实验结果：请根据实验设计思路，小组合作推理出理论实验结果，填写在表格中。
1、用含35S 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、离心后， 上清液中的放射性很高，而沉淀物为什么仍然有很低的放射性？2、用含 32 P 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、离心后，沉淀物中的放射性很高，而为什么上清液仍然有很低的放射性？
可能是由于还有少量的含35S 的噬菌体仍吸附于大肠杆菌上，未从中分离出来。
可能是由于少量含32 P 的噬菌体还未吸附于大肠杆菌上或含有32 P 的子代噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来
——培养（保温）时间过短，
——培养（保温）时间过长，
小结：DNA是遗传物质的研究历史
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
（赫尔希和蔡斯）噬菌体侵染大肠杆菌的实验
（加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌的活性物质——转化因子）
，证明(间接）蛋白质不是遗传物质
进一步证明DNA是遗传物质，
DNA是唯一的遗传物质吗？以下生物的遗传物质是什么呢？
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
四.烟草花叶病毒侵染烟草的实验
情景导入：前情回顾：名人榜
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。
你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为要想说明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
[问题探讨]——遗传物质的特点
①自我复制，使前后代保持一定的连续性 ；②指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢③贮存大量遗传信息；④结构比较稳定，又能产生可遗传的变异。
如：将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现
任务1：了解科学家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。
认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
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。
二.肺炎链球菌的转化实验——①格里菲思的体内转化实验
小鼠和两种肺炎链球菌
菌落：是由单个细菌在适宜固体培养基表面生长繁殖到一定程度，形成的肉眼可见的子细胞种群。
荚膜：某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，主要成分是多糖。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消灭，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。
任务2：肺炎链球菌的转化实验
1.对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
R型活细菌使小鼠不死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
2.对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌使小鼠不死亡。
3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？
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” 。
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
但究竟哪一个才是转化因子呢？
思考：假如你是艾弗里该如何设计实验来进一步探究？请说出你的实验思路。
【1.实验思路】：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分，观察能否将R型细菌转化。【活动】：阅读教材p44艾弗里的实验内容，将下列表格补充完整。
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
二.肺炎链球菌的转化实验——②艾弗里的体外转化实验
【思考】：1.第1组实验的结果说明了什么？
S型细菌的细胞提取物含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。
2.第2至4组的实验的结果和第1组实验结果比较说明了什么？
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
3.第5组的实验结果和第1组实验结果比较说明了什么？
DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。
【注意】：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。
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”。
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
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。
美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯
【质疑】艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论怀疑。深信蛋白质是遗传物质
有没有比细菌更为简单的实验材料？
定义：是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。结构：头部和尾部成分：头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。
1.实验材料——T2噬菌体
三、噬菌体的侵染细菌实验
1.艾弗里与赫尔希等人选用以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
⑴个体很小，结构简单。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。⑵繁殖快。
资料链接：T2噬菌体（细菌病毒）
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在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，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
2.噬菌体增殖的过程
任务3：噬菌体的侵染细菌实验
要求2：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？
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？
假设1：只有DNA注入假设2：只有蛋白质注入假设3：DNA和蛋白质都注入
C、H、O、N 、P
2.能用35S、32P同时标记噬菌体吗
要求：阅读教材，思考以下问题：
1.用C、H、O、N同位素标记行吗？
不可行，噬菌体蛋白质和DNA都含有无法分开，且O、N不具有放射性
不能，检测放射性只能检测是否有放射性，不能确定哪种元素放射性
3.可以直接标记噬菌体吗？
不可以，噬菌体是DNA病毒，无法单独在培养基上存活。必须寄生在活宿主细胞内才能繁殖。
（1）分别用35S和32P标记噬菌体
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
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
（2）侵染：已标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
（3）搅拌：使吸附在大肠杆菌上的_________与___________分离开。
使上清液中析出质量较轻的_________________，而离心管沉淀物中留下被侵染的_____________。
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要______保温，_____________________________________________________________
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物留下被侵染的大肠杆菌
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。
4.实验结果：请根据实验设计思路，小组合作推理出理论实验结果，填写在表格中。
1、用含35S 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、离心后， 上清液中的放射性很高，而沉淀物为什么仍然有很低的放射性？2、用含 32 P 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、离心后，沉淀物中的放射性很高，而为什么上清液仍然有很低的放射性？
可能是由于还有少量的含35S 的噬菌体仍吸附于大肠杆菌上，未从中分离出来。
可能是由于少量含32 P 的噬菌体还未吸附于大肠杆菌上或含有32 P 的子代噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来
——培养（保温）时间过短，
——培养（保温）时间过长，
小结：DNA是遗传物质的研究历史
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
（赫尔希和蔡斯）噬菌体侵染大肠杆菌的实验
（加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌的活性物质——转化因子）
，证明(间接）蛋白质不是遗传物质
进一步证明DNA是遗传物质，
DNA是唯一的遗传物质吗？以下生物的遗传物质是什么呢？
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
四.烟草花叶病毒侵染烟草的实验
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