3.1 DNA是主要的遗传物质-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019必修2）

第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 一、对遗传物质的早期推测 20世纪20年代 蛋白质是由 连接而成的大分子 多种氨基酸 其中，氨基酸多种多样的排列顺序， 可能蕴含着遗传信息。 20世纪30年代 DNA是由 种 聚合而成的生物大分子 4 脱氧核苷酸 每种脱氧核苷酸都有特定的碱基 对DNA结构没有清晰认识 蛋白质是遗传物质占主流观点 2.对比1.2组的实验现象，这说明了什么？ 4.4组小鼠为什么会死亡呢？ 5.对比2.3.4组的实验现象，这说明了什么？ 1.R型菌落和S型菌落的特征是什么？ 3.对比2.3组的实验现象，这说明了什么？ 二、肺炎链球菌转化实验 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 观看视频并结合阅读课本43页内容，回答下列问题： 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 菌体 有无毒性 表面光滑 Smooth 表面粗糙 rough 有 无 多糖类的荚膜 1.R型菌落和S型菌落的特征是什么？ 二、肺炎链球菌转化实验 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 S型肺炎链球菌可以引起人类和小患肺炎，小鼠并发败血症而死亡。 转化 2.对比1.2组的实验现象，这说明了什么？ 5.对比2.3.4组的实验现象，这说明了什么？ 加热杀死的S型细菌无致病性。 由于体内有活的S型细菌的作用。 加热杀死的S型细菌使活的R型细菌转化为S型细菌。 3.对比2.3组的实验现象，这说明了什么？ 4.4组小鼠为什么会死亡呢？ R型细菌无致病性，S型细菌有致病性，能使小鼠死亡。 观看视频并结合阅读课本43页内容，回答下列问题： 转化因子？ 二、肺炎链球菌转化实验 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 二、肺炎链球菌转化实验 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，加热的作用原理： 1.加热会使蛋白质变性失活，这种失活是 的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。 2.加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到 ℃左右时， DNA的结构会恢复，进而恢复活性。 深度思考 不可逆 55 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 1.加蛋白酶的作用是什么？ 去除S型细菌的细胞提取物中的蛋白质，其他物质都有 说明转化因子不是蛋白质 4.这些组实验说明什么问题 说明蛋白质、RNA和脂肪等都不是转化因子 2.加蛋白酶后R型菌还是被转化说明什么问题？ 3.同样加RNA酶、酯酶什么作用？ 去除S型细菌的细胞提取物中的RNA或脂肪等物质 二、肺炎链球菌转化实验 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 观看实验视频并结合教材p44页内容，回答下列问题 1.体内转化实验是体外转化实验的基础，体内转化实验仅说明S型细菌体内有“转化因子”； 体外转化实验则是前者的延伸， 进一步证明了“转化因子”是DNA。 2.所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎链球菌。 3.实验设计都遵循对照原则和单一变量原则。 三、肺炎链球菌体内和体外转化实验的联系 在对照实验中控制自变量采用什么科学方法？ 9 加法原理 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“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”。 减法原理 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”。 在对照实验中控制自变量采用“加法原理”和“减法原理” “转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质。 （纠正了一个生物界的错误的普遍共识） 这个实验结论足以让所有科学家信服吗？ 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？ 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技术，完成了另一个有说服力的实验。 阿尔弗雷德·赫尔希（A. D. Hershey）和助手玛莎·蔡斯（女）（M. C.Chase）的这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。 2、35S标记的实验现象是什么？说明了什么？ 4、32P标记的实验现象是什么？说明了什么？ 1、搅拌和离心的目的是什么？ 3、离心后的上清液和沉淀物里的物质主要是什么？ 观看视频并结合教材P45的实验过程，思考下列问题： 被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌 上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要是被侵染的大肠杆菌 被32P标记的噬菌体DNA进入了大肠杆菌 搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 离心：使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层 四、噬菌体侵染细菌实验 1.能不能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？ 不能，因为T2噬菌体没有细胞结构，必须依赖活细胞生存。 2.本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记？ P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。 四、噬菌体侵染细菌实验 深度思考 3.实验能不能用32P和35S同时标记噬菌体？ 不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性；若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。 四、噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌” 1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 四、噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌” 2. 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 思考.讨论 1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？ 细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点： （1）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。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。 （2）繁殖快，细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。 2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？ 从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）。 思考 Thinking 思考.讨论 3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？ 艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。 思考 Thinking 思考 Thinking 诺如病毒的遗传物质是什么？ 诺如病毒的遗传物质是单链核糖核酸（RNA）。 诺如病毒属于杯状病毒科诺如病毒属，其基因组为单股正链RNA，全长约7.5kb，包含3个开放阅读框（ORF）。这种RNA结构使得诺如病毒在复制过程中容易发生变异，导致其具有多种基因型，这也是诺如病毒难以被彻底消灭，容易引起反复感染和大规模流行的原因之一。 五、DNA是主要的遗传物质 下面这些生物的遗传物质都为RNA 流感病毒 SARS病毒 烟草花叶病毒 新型冠状病毒 1.  枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质， 加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种 物质可能是  （ ） A. 多肽       B.多糖         C.组氨酸        D. DNA 2.  赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明  ( ） A.  DNA是遗传物质 B.  遗传物质包括蛋白质和DNA C.  病毒中有DNA，但没有蛋白质 D.  细菌中有DNA，但没有蛋白质 练习与应用 一、概念检测 D A 练习与应用 二、拓展应用 1. T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。 【提示】实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。 2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。 【提示】肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点：能够精确地自我复制；能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定等。 练习与应用 二、拓展应用 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$