3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)第2 課時課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3章基因的本質(zhì)

自從摩爾根提出基因的染色體理論以后，基因在人們的認(rèn)識中不再是抽象的“因子”，而是存在于染色體上的一個個單位。但是基因到底是什么？摩爾根在他的《基因論》一書的末尾說：“我們?nèi)匀缓茈y放棄這個可愛的假設(shè)：就是基因之所以穩(wěn)定，是因?yàn)樗碇粋€有機(jī)的化學(xué)實(shí)體?！边@個假設(shè)能成立嗎？第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第2課時目標(biāo)010203闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。教學(xué)目標(biāo)第一組(一)格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌注射R型活細(xì)菌小鼠不死亡第二組小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌第三組小鼠不死亡注射加熱致死的S型細(xì)菌第四組R型活細(xì)菌+加熱致死S型細(xì)菌混合注射①加熱殺死的S型細(xì)菌含有某種促成R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。②這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。溫故知新DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；注意：1.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；2.被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細(xì)菌又有S型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；3.S型細(xì)菌的DNA不能使小鼠致死。證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌的DNA(二)艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：既DNA是遺傳物質(zhì)。(對照組)(實(shí)驗(yàn)組)溫故知新

艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中無法真正提取出純DNA來進(jìn)一步驗(yàn)證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地去觀察它們的作用呢(一)實(shí)驗(yàn)材料：4、頭部和尾部外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)部含有DNA；T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。

僅蛋白質(zhì)中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中。3、T2噬菌體的宿主為大腸桿菌，用培養(yǎng)基和其他非宿主

細(xì)胞無法培養(yǎng)T2噬菌體。1、無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是一種DNA病毒2、噬菌體必須寄生在活的宿主細(xì)胞中才能進(jìn)行增殖5、噬菌體增殖過程中需要的原料（氨基酸、脫氧核苷酸等）、

酶、蛋白質(zhì)合成場所（核糖體），均由宿主大腸桿菌提供，

噬菌體自身僅提供最初的遺傳物質(zhì)。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)T2噬菌體的模式圖1、T2噬菌體簡介T2噬菌體2、噬菌體侵染細(xì)菌的過程釋放吸附注入合成組裝包括DNA的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成最初噬菌體的蛋白質(zhì)外殼始終留在外面三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的電鏡照片(一)實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程模擬（動畫）DNA蛋白質(zhì)頭部尾部哪一種物質(zhì)進(jìn)入了大腸桿菌體內(nèi)？DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？放射性同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進(jìn)行放射性標(biāo)記？(二)實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法

噬菌體是病毒，無法單獨(dú)在培養(yǎng)基上存活，應(yīng)用含被標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。怎樣標(biāo)記噬菌體呢？能否在含放射性同位素的培養(yǎng)基中標(biāo)記噬菌體？三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（C、H、O、N、P）（C、H、O、N、S）32P35S1、培養(yǎng)帶標(biāo)記的噬菌體：含放射性同位素35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌含35S的大腸桿菌含35S的T2噬菌體培養(yǎng)噬菌體含放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌含32P的大腸桿菌含32P的T2噬菌體培養(yǎng)噬菌體(三)實(shí)驗(yàn)過程：三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)蛋白質(zhì)外殼含35SDNA含32P檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)35S標(biāo)記的噬菌體攪拌后離心沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合，短時間保溫在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S細(xì)菌裂解用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌混合：攪拌：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。離心:2、

35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌：(三)實(shí)驗(yàn)過程：三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)35S標(biāo)記的噬菌體攪拌后離心沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合，短時間保溫在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S細(xì)菌裂解2、

35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌：(三)實(shí)驗(yàn)過程：三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)上清液放射性很高說明T2噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入大腸桿菌。沉淀物放射性很低攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)攪拌后離心32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合，短時間保溫3、

32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌：(三)實(shí)驗(yàn)過程：三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)32P標(biāo)記的噬菌體上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高在新形成的部分噬菌體中檢測到32P細(xì)菌裂解說明T2噬菌體中的DNA進(jìn)入了大腸桿菌。沉淀物放射性很高上清液放射性很低培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細(xì)菌；培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體上清液沉淀物子代噬菌體結(jié)論放射性高放射性低無放射性放射性高放射性低有放射性DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部。(五)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(四)實(shí)驗(yàn)分析：三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因(六)實(shí)驗(yàn)誤差原因分析

由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。

①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)

離心后分布于上清液中。②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分

布于上清液。2、用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，以細(xì)菌或病毒

作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

個體小，結(jié)構(gòu)簡單，細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。繁殖快，細(xì)菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。2.從控制自變量的角度，艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是什么？在實(shí)際操作

過程中最大的困難是什么？

艾弗里在每個實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)（如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思考?討論3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)？這對于你認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？

艾弗里采用的主要技術(shù)手段：細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、

物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段：噬菌體培養(yǎng)技術(shù)、

同位素標(biāo)記技術(shù)、

物質(zhì)的提純和分離技術(shù)等。

啟示：科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以

科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。分證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思考?討論肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者思路分離方式結(jié)論設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)地研究它們遺傳功能。證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。酶解法:分別加入到R型菌中同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì),格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”三個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的對比SARS病毒（HIV）COVID--19埃博拉病毒

目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。思考：

只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)RNA

分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒RNA蛋白質(zhì)四、證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)1、煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)蛋白質(zhì)2+RNA1TMV2RNA2蛋白質(zhì)2蛋白質(zhì)1+RNA2TMV2TMV1RNA1蛋白質(zhì)1TMV1：結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)四、證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)2、煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)拓展--重建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目核酸遺傳物質(zhì)類型核苷酸種類堿基種類類型核苷酸種類堿基種類細(xì)胞生物真核細(xì)胞DNA和RNA_______DNA44原核生物DNA和RNA85___________非細(xì)胞生物(病毒)DNA病毒DNA44___________RNA病毒RNA______RNA4485DNA44DNA4444

絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是

，只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是

。所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。DNARNA五、真核生物、原核生物及病毒的核酸類型練習(xí)與應(yīng)用.

1.枯草桿菌具有不同類型，其中一種類型能合成組氨酸。將從這種菌中提取的某種物質(zhì)，加入培養(yǎng)基中，培養(yǎng)不能合成組氨酸的枯草桿菌結(jié)果獲得了活的能合成組氨酸的枯草桿菌。這種物質(zhì)可能是（

）A.多肽B.多糖C.組氨酸D.DNAD一、

概念檢測.

2.赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)表明（

）A.DNA是遺傳物質(zhì)B.遺傳物質(zhì)包括蛋白質(zhì)和DNAC.病毒中有DNA，但沒有蛋白質(zhì)D.細(xì)菌中有DNA，但沒有蛋白質(zhì)A一、概念檢測.

二、拓展應(yīng)用1.T2噬菌體侵染大腸桿菌時，只有噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。大腸桿菌裂解后，釋放出的大量噬菌體卻同原來的噬菌體一樣具有蛋白質(zhì)外殼。請分析子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼的來源。實(shí)驗(yàn)表明噬菌體在侵染大腸桿菌時，進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)的主要是DNA，而大多數(shù)蛋