3.1核酸是遗传物质课件-2024-2025学年高一下学期生物浙科版必修2

DNA是遗传物质的直接证据 1 课堂导入 抗原检测 核酸检测 核酸检测是检查人体内是否含有病原体的遗传物质，更为准确。 课前学习任务 类型 有无成形细胞核 菌体结构 菌落特征 是否有致病性 R型 S型 无 无 无荚膜 有荚膜 粗糙 光滑 无 有 R型菌 菌落表面光滑（smooth） 菌落表面粗糙 （rough） S型菌 多糖类的荚膜 接种于培养基 1、观察表1中的信息，分析以下问题： ①该实验的自变量和因变量是什么？ ②通过比较哪几组的实验结果，你能得出哪些结论？ 表1 格里菲思的实验分组与实验结果 重走格里菲思的发现之路 ①该实验的自变量和因变量是什么？ 自变量： S型菌是否加热杀死, S型菌的种类, R型菌的种类 因变量： 小鼠的存活情况，小鼠体内提取的细菌种类 重走格里菲思的发现之路 表1 格里菲思的实验分组与实验结果 重走格里菲思的发现之路 表1 格里菲思的实验分组与实验结果 ②通过比较哪几组的实验结果，你能得出哪些结论？ 加热杀死的S型菌只有与无致病性的R型菌混合后，才会产生有毒的S型菌，并且其种类与组分1对应。 格里菲思的实验推论： R型活细菌 加热杀死的S型菌 S型活细菌 某种转化因子 体内转化 【任务一】请设计实验探究S型菌中转化因子的本质，写出简要的实验设计思路。 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA S型菌 组分 实验设计思路： 提取某一组分 去掉某一组分 R型菌 加热杀死的S型菌组分混合液 注射到小鼠体内，观察小鼠的存活情况 置于培养基上，观察菌落形态 自变量的控制 因变量的检测 实验步骤： 有R型菌的培养液 + 混合 + 混合 去除RNA 去除蛋白质和脂质 去除多糖荚膜 S型菌的终提取液 + 混合 ①乙醇 ②氯仿 ③分解多糖荚膜的酶 ④加乙醇不断提纯 S型菌的细胞提取液 加热杀死的S菌 实验结果： 2、经过①~④步，转化因子是否已经被去除了？ 转化因子在哪里呢？ 该转化因子未被去除，还存在于S型菌的终提取液中。 重走艾弗里的发现之路 9 3、请阅读资料1和2，判断终提取液中的成分是什么？ 有R型菌的培养液 S型细菌的终提取液 + 混合 DNA酶 只有R型菌 资料1：将终提取液与双缩脲的反应为阴性，与二苯胺的反应为阳性，出现了蓝色。（提示：在热水浴的条件下，DNA和二苯胺反应呈蓝色） 资料2：对终提取液的组成元素进行分析，得到下表所示的结果： 元素比例 碳 氢 氮 磷 氮/磷比 终提取液 35.50% 3.76% 15.36% 9.04% 1.70 DNA 34.20% 3.21% 15.32% 9.05% 1.69 S型菌的终提取液中应有DNA 10 艾弗里的实验推论： DNA很可能是转化因子。 【质疑】 ①细胞提取液的纯度不够； ②蛋白质是遗传物质的观念根深蒂固。 重走艾弗里的发现之路 资料3：1942年，安德森等人用电子显微镜拍摄到了 T2噬菌体的照片，发现它的结构可细分为头部和尾部。1951年，赫里奥特发现渗透压冲击能够使噬菌体释放出 DNA 分子，剩下的部分漂浮在液体中宛如“幽灵”，进而他提出了一个富有创造力的猜想。 资料4： T2噬菌体是一种专门寄生于大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。 4、结合资料3和教材P51页的内容，说出T2噬菌体的结构和特点，并说明“幽灵”是什么？谈谈你有何猜想？ “幽灵”是T2噬菌体的蛋白质外壳。 赫里奥特的猜想：T2噬菌体可能是一个包含着转化因子的注射针，它在感染时只将转化因子注入宿主细胞。 T2噬菌体的模式图 放射性同位素标记法 假设1：只有DNA注入了大肠杆菌 假设2：只有蛋白质注入了大肠杆菌 假设3：蛋白质和DNA都注入了大肠杆菌 大肠杆菌 重走赫尔希和蔡斯的发现之路 在侵染时，T2噬菌体将什么物质注入了大肠杆菌？ 提出问题 作出假设 设计实验 研究方法：放射性同位素标记法 【研究课题】探究T2噬菌体的转化因子是DNA还是蛋白质。 放射性同位素标记法 ①用什么同位素来标记蛋白质和DNA？ ②应同时标记还是分开标记？ ③如何让T2噬菌体带上标记物？ 用35S标记蛋白质，用32P标记DNA 应分开标记 分别用35S 和32P 的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染。 重走赫尔希和蔡斯的发现之路 35S标记组 32P标记组 上清液 沉淀物 上清液 沉淀物 搅拌 离心 【任务二】请分别制作含有35S和32P标记的噬菌体模型，用红色表示有放射性标记，黑色表示无放射性标记。 15 35S标记组 上清液 沉淀物 32P标记组 上清液 沉淀物 假设 放射性情况 假设1 假设2 假设3 【任务三】请利用制作的模型，进行演绎推理，写出3种实验假设的预期放射性情况。 学生演绎推理的过程视频 35S标记组 上清液 沉淀物 32P标记组 上清液 沉淀物 假设 放射性情况 假设1 假设2 假设3 有 无 无 有 无 有 有 无 无 无 有 有 【任务三】请利用制作的模型，进行演绎推理，写出3种实验假设的预期放射性情况。 图2 35S标记噬菌体和32P标记噬菌体侵染大肠杆菌后上清液放射性强度占总放射性百分率和被侵染细菌存活率（引自A.D. Hershey [1]） [1] D Hershey, Martha Chase. Independent function of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. Journal of General Physiology,1952.36(1):39. 支持假设1： 只有DNA注入了大肠杆菌。 19 子代噬菌体中没有检测到35S 子代噬菌体中检测到32P 细菌裂解 细菌裂解 实施实验 得出结论 DNA是噬菌体的遗传物质 上清液有放射性 沉淀物无反射性 反思交流 预测结果 35S标记组 35S标记组 上清液放射性很高 沉淀物反射性很低 实际结果 误差分析 重走格里菲思的发现之路 重走艾弗里的发现之路 重走赫尔希和蔡斯的发现之路 DNA是遗传物质的直接证据 课堂小结 科学探究基本环节 提出问题 作出假设 设计实验 实施实验 得出结论 反思交流 资料5：病毒可根据根据遗传物质的不同，分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。 设想现在出现了一种新型的流感病毒，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定这种流感病毒的类型。请简要写出：(1)实验思路 (2)预期实验结果及结论。(要求：①实验需包含可相互印证的甲、乙两个组； ②假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换； ③病毒只能在宿主细胞内增殖） 学以致用 $$