3.1 DNA是主要的遗传物质课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕“DNA是主要的遗传物质”，从孟德尔遗传因子、萨顿染色体平行关系到摩尔根基因定位，引出染色体组成疑问，搭建“推测-实验验证”的学习支架。 亮点在于以实验为核心，通过格里菲思实验对照分析、艾弗里“减法原理”设计及赫尔希实验误差讨论，培养科学思维与探究实践，助学生理解科学过程，为教师提供结构化探究教学资源。

3.1 DNA是主要的遗传物质 1 对遗传物质的早期推测 科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA。 DNA 萨顿：遗传因子和染色体的平行关系 ? 蛋白质 孟德尔：生物的性状由遗传因子控制 摩尔根：实验证明基因位于染色体上 2 什么样的物质适合作为遗传物质？ 5. 具有一定变异的可能性 2. 能够准确复制并传给下一代 4. 具有一定的稳定性 1. 能储存大量遗传信息 3. 能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状 3 20世纪30年代： DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 但由于对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。 20世纪20年代： 蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。 4 一、格里菲思：体内转化实验 1. 实验材料： R型 和 S型肺炎链球菌 5 1. 实验材料： 菌体特点 菌落特点 毒性 （动物实验） S型细菌 R型 细菌 无毒 有毒 人肺炎 小鼠并发败血症 无荚膜 有荚膜 粗糙 Rough 光滑Smooth R型 和 S型肺炎链球菌 荚膜的化学本质是_______ 多糖 一、格里菲思：体内转化实验 6 有哪些组别相互对照？每组对照实验的自变量、因变量、结论是什么？ 2. 实验过程： 1、2组：R型菌不致死，S型菌致死 2、3组：死的S型菌不会毒死小鼠 ？ 第4组小鼠的死因是什么？ 7 格里菲斯肺炎链球菌的体内转化实验结论： 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。 8 R型菌 活的S型菌 转化因子 ？ 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 谁在转化实验中起作用，转化因子究竟是什么物质 加热致死的S型菌 9 （二）艾弗里：体外转化实验 破碎 S型菌 去除大部分糖类、蛋白质、脂质 第一步：获得S型菌提取液 第二步：对提取液酶解处理后进行转化实验 减法原理 10 实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。 （二）艾弗里：体外转化实验 第1、2组中是否所有R型菌都转化为了S型菌？ 11 R型细菌转化为S型细菌的过程 S型细菌 荚膜 加热 杀死 被破坏的S型细菌，基因暴露 S的基因吸附在R型细菌表面 S的基因进入R 重组 R型细菌转化成S型细菌 ①是否所有R型菌都转化为了S型菌？ 只是少数转化为了S型菌。 ②将S型菌的DNA注入小鼠体内，能否产生S型菌使小鼠死亡。 不能。让小鼠死亡的是S型菌，不是S型菌的DNA。 12   体内转化实验 体外转化实验 培养场所 实验结论 体内转化实验和体外转化实验区别 为什么格里菲思的实验中加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？说明DNA有什么特性？ DNA在高温下受影响后，会随着温度降低而恢复正常。 小鼠体内 培养基 存在某种转化因子让R→S DNA才是使R型菌 产生稳定遗传变化的物质 13 1. 实验材料：T2噬菌体 三、赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染细菌的实验 （1）T2噬菌体的成分：蛋白质、DNA （2）T2噬菌体的生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内 怎么探究是蛋白质还是DNA进入了大肠杆菌体内？菌。 14 2. 实验技术：放射性同位素标记法 1. 能否将一个噬菌体的蛋白质和DNA同时标记？ 不能。否则无法区分是蛋白质还是DNA进入了大肠杆菌。 3. 如何使T2噬菌体带上放射性标记？ 2. 标记蛋白质和DNA的什么元素？ 蛋白质：S元素；DNA：P元素 用含35S或32P的培养基培养大肠杆菌→用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。 15 3. 实验思路 核心思路： 让35S标记的T2噬菌体或32P标记的T2噬菌体分别感染大肠杆菌。 若35S组使得大肠杆菌中出现高放射性则说明蛋白质是遗传物质；若32P组使得大肠杆菌中出现高放射性则说明DNA是遗传物质。 16 用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温 用搅拌器搅拌再离心 离心后检测上清液和 沉淀物中的放射性 细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性 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。 子代噬菌体中无35S 上清液放射性很低， 沉淀物放射性很高。 子代部分噬菌体中含32P 4. 实验过程 17 5. 实验结论 35S标记的实验 32P标记的实验 标记部位 放射性情况 上清液 很高 很低 沉淀物 很低 很高 说明 蛋白质 DNA 蛋白质未进入细菌中 DNA进 入细菌中 子代噬菌体的各种性状, 是通过亲代的DNA遗传的。 DNA才是噬菌体的遗传物质。 18 6. 实验注意事项（误差分析） 保温时间 噬菌体全部侵入大肠杆菌，且大肠杆菌未裂解释放出子代噬菌体。 过短：部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌，导致离心后上清液出现较高放射性。 （32P标记组） 过长：大肠杆菌裂解，将子代噬菌体释放出来，导致上清液出现较高放射性。 （32P标记组） 搅拌 搅拌不充分：少量蛋白质外壳还吸附在大肠杆菌表面，导致上清液出现较高放射性。（35S标记组） 🤔 思考 · 讨论 ①艾佛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： 个体小、结构简单：细菌是单细胞生物，病毒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变化。 繁殖快：细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。 🤔 思考 · 讨论 ②从控制自变量的角度，艾佛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，艾佛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（减法原理）。 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 · 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？ 艾弗里实验 细菌的培养技术、物质的提纯与鉴定技术等 赫尔希、蔡斯实验 噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提取与分离技术等 四、烟草花叶病毒实验 只有DNA是遗传物质吗？ RNA 蛋白质外壳 思考： 如何证明烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA 24 侵染 侵染 结果 结果 RNA 蛋白质 烟草花叶病毒的感染烟草的实验 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 细胞生物 病毒 遗传物质是DNA RNA病毒：遗传物质是RNA DNA病毒：遗传物质是DNA 绝大多数生物的遗传物质是DNA DNA是主要的遗传物质 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $