3.1+DNA是主要的遗传物质-课件-第2课时-2025-2026学年高一下学期必修2（2019）

第 1 节 DNA是主要的遗传物质 第 3 章 基因的本质 1 (一)教学目标 2.说明DNA是主要的遗传物质。 3.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。 1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。 4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。 (二)教学重点和难点 2.教学难点 1.教学重点 (1)肺炎链球菌转化实验的原理和过程。 (1)肺炎链球菌转化实验的原理和过程。 (2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 (2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 第 2 课时 格里菲斯 肺炎链球菌体内转化实验 受技术限制，提取到的纯度不够，混有其他物质，说服力不够！！！ 只知道是某种转化因子 艾弗里 肺炎链球菌体外转化实验 赫尔希 蔡斯 三.噬菌体侵染细菌的实验 1.选材 选T2噬菌体作为实验材料的原因： T2噬菌体 三.噬菌体侵染细菌的实验 ①.T2噬菌体结构简单，只有蛋白质和DNA构成。 ②. T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。 2.主要的实验技术 同位素标记法 元素 C H O N P S 同位素 14C 3H 18O 15N 32P 35S 分别选择何种元素标记噬菌体的蛋白质和DNA？ 提示：T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。 三.噬菌体侵染细菌的实验 三.T2噬菌体侵染细菌的实验 在上述实验中，为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记?用14C和18O同位素标记可行吗? 因为S仅存在于 T2 噬菌体的蛋白质组分中， 3.思考题 而P则主要存在于 DNA的组分中。 用14C和18O等元素是不可行的， 因为T2噬菌体的蛋白质和 DNA分子的组分中看都含有C和O两种元素。 蛋白质 35S 4.如何得到如图中的蛋白质含有35S标记的T2噬菌体 ①.首先在含有放射性同位素35S的培养基中培养大肠杆菌， ②.得到含有放射性同位素35S的大肠杆菌， ③.再用含有放射性同位素35S大肠杆菌培养T2噬菌体， ④.实验时，用35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌 得到蛋白质含有 35S标记的T2噬菌体 DNA 32P 5.如何得到如图中的DNA含有32P标记T2噬菌体 ①.首先在含有放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌， ②.得到含有放射性同位素32P的大肠杆菌， ③.再用用含有放射性同位素32P大肠杆菌培养T2噬菌体， ④.实验时，用32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。 得到DNA含有32P 标记的T2噬菌体。 6.T2噬菌体的标记的具体过程： 先分别标记细菌 再分别标记噬菌体 标记细菌 标记噬菌体 用被标记噬菌体侵染未标记的细菌 密度梯度离心分离 放射性检测 6.T2噬菌体的标记的具体过程 6.T2噬菌体侵染细菌的过程： 6.T2噬菌体侵染细菌的过程： 吸附 注入DNA 合成 组装 释放 再侵染其他的细菌 7.实验过程 观看【知识解析】噬菌体侵染细菌的实验 被35S标记的噬菌体 被32P标记的噬菌体 被35S标记的噬菌体与细菌混合 被32P标记的噬菌体与细菌混合 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 搅拌后离心 搅拌后离心 新形成的噬菌体 中无放射性 新形成的噬菌体 中有放射性 7.实验过程 【问题2】实验中搅拌的目的是什么？ 【问题4】离心后上清液、沉淀物分别是什么？ 使噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分开。 上清液是噬菌体蛋白质外壳， 【问题1】实验中用大肠杆菌目的是什么？ T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 【问题3】离心的目的是什么？ 将较轻的噬菌体蛋白质颗粒外壳与较重的被感染的大肠杆菌分离。 沉淀物是细菌及其细胞内的噬菌体。 8.设问寻疑 【问题5】.为什么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中还有很低放射性？ 由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 设问寻疑 【问题6】.为什么含32P噬菌体侵染细菌，上清液中还有很低放射性？ ①保温时间过短，部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。 ②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后大肠杆菌内死亡释放子代，经离心后分布于上清液。 32S 32S 35S 蛋白质 32P、31P 31P 32P DNA 子代噬菌体 细菌 亲代噬菌体 9.实验结果分析 随着产生子代噬菌体越多，产生含32P的噬菌体的比例越少。 增殖的模板是自身的噬菌体DNA， 原料、酶和场所在大肠杆菌体内。 无论产生多少代子代噬菌体，只有两个含32P的噬菌体 分组 结果 结果分析 对比实验 含32P噬菌体＋细菌 含35S噬菌体＋细菌 上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内 宿主细胞内无35S，35S 主要分布在上清液中 32P－DNA进入了宿主细胞内 35S－蛋白质外壳未进入宿主细胞而留在外面 证明了DNA是遗传物质，但没有直接证明蛋白质等不是遗传物质 9.实验结果分析 10.突破:T2噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源的判断方法 ①.若分别用32P和35S标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记, ②.若分别用32P和35S标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则 相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在部分子代T2噬菌体的核酸中有32P标记。 在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。 10.突破T2噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源的判断方法 ③.若用C、H、0、N等标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，则 ④.若用C、H、0、N等标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则 只在部分子代T2噬菌体的核酸中有标记元素。 在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。 11.肺炎链球菌体外转化实验与T2噬菌体侵染细菌实验的比较 项目 肺炎链球菌体外转化实验 T2噬菌体侵染细菌实验 不同点 方法 不同 结论 不同 关系 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质，分别与R型活细菌混合培养 间接分离：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)，侵染时自然分离 证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 证明了DNA是遗传物质，但没有直接证明蛋白质不是遗传物质 ①实验思路相同：都是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用；②都遵循了对照原则；③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质；④由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质，因此噬菌体侵染细菌实验更具有说服力 四.思考与讨论 1.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物--细菌或病毒。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，具有的优点是: (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。 (1)个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。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。 2.虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么? 最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。 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? ①.艾弗里采用的主要技术手段有: ②.赫尔希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。 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。 五.RNA是遗传物质实验 1.结合下图用图解法完成实验设计，探究烟草花叶病毒的遗传物质是RNA或蛋白质。 蛋白质外壳 RNA 无法判断遗传物质是RNA或蛋白质 3.实验结论： 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 2.探究烟草花叶病毒的遗传物质是RNA或蛋白质的实验设计。 方法：分离提纯烟草花叶病毒的RNA或蛋白质，分别感染正常烟叶。 第一组： 第二组： 六.DNA是主要的遗传物质 生物类型 细胞生物 病毒 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA病毒 核酸类型 遗传物质 绝大多数生物（细胞生物和DNA病毒）遗传物质为DNA， DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA DNA DNA DNA RNA 只有少数RNA病毒遗传物质为RNA， 故DNA为主要遗传物质。 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒 遗传物质是DNA ②除RNA病毒外，其它生物的遗传物质都是DNA。 （含两种核酸） （只含一种核酸） ①除病毒外，其它生物细胞内都含有两种核酸（同时含有DNA与RNA）。 知识梳理 如噬菌体、天花病毒、乙肝病毒 如动物、植物、真菌 如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、烟草花叶病毒 如一藻二菌三体 遗传物质是RNA 遗传物质是DNA 六.DNA是主要的遗传物质 课堂小结 1.在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（ ） A.T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 C 诊断反馈 3.噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ ） A.细菌 B.噬菌体 C.原噬菌体外壳降解 D.环境 2.用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌解体后含32P的是（ ） A.部分子代噬菌体DNA B.子代噬菌体所有部分 C.子代噬菌体蛋白质外壳 D.子代噬菌体不含32P A A 再 见 Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 $