3.1核酸是遗传物质的证据课件--高一下学期生物浙科版必修2.pptx

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1、基本要求1.概述噬菌体侵染细菌的实验，体会实验方法与技术的多样性。2.概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型是进行科学研究的重要方法。4.阅读经典实验研究的资料，感悟科学家实验设计的优美和解决问题的思维方式，感受科学家热爱科学、献身科学的执着与奉献精神，增强热爱生命科学，学习生命科学的责任感和使命感。发展要求说明1.小资料：“DNA是遗传物质的间接证据”，只作为背景材料供学生阅读，不要求学生记忆或掌握具体的内容。活动：“资料分析噬菌体侵染细菌的实验”只作课堂资料分析。2.课外读：“核酸的发现和研究”，只作为背景材料供学生阅读，不

2、要求学生记忆或掌握具体的内容。 19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由物的性状是由 遗传因子遗传因子 控制的控制的? 20世纪初期，世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于明了：基因位于 染色体 上。上。 20世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：染色体主科学家发现：染色体主要由要由 蛋白质和蛋白质和DNA （成分）组成。（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体一、染色体的化学组成一、染色体的化学组成 DNA 染色体染色体 蛋白质蛋白质 RNA 蛋白质含量约为蛋白质含量约为DNA的二倍的二倍, RNA含含量很少量很少,还不

3、到还不到DNA量的量的10%蛋白质和蛋白质和DNADNA， 谁是遗传物质谁是遗传物质? ? 1、DNA通常只在核中的染色体上找到（但线粒体和叶绿体中也存在） 。 2、同一物种的每个细胞核的DNA含量基本相同，即质和量都是恒定的。而且精子的DNA含量正好是体细胞的一半。 3、各类生物中，能改变DNA结构的化学物质都可引起突变二、二、DNADNA是遗传物质的间接证据是遗传物质的间接证据思考：如何选择实验材料证明思考：如何选择实验材料证明DNADNA和蛋白质，和蛋白质， 哪个是遗传物质哪个是遗传物质? ? 实验设计思路是：实验设计思路是：蛋白质和蛋白质和DNA到底哪个是遗传物质？到底哪个是遗传物质？

4、科学发现史上科学家曾经有过不同的意见。科学发现史上科学家曾经有过不同的意见。把把DNADNA和蛋白质分开，和蛋白质分开，单独地、直接地去观察他们的作用单独地、直接地去观察他们的作用三、三、DNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据1 1、活体细菌活体细菌转化实验转化实验（格里菲思）（格里菲思）2 2、离体细菌离体细菌转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）（二）肺炎双球菌的转化实验（二）肺炎双球菌的转化实验注意：两个实验的结论是不同的。注意：两个实验的结论是不同的。两种两种肺炎双球菌肺炎双球菌的比较的比较菌落菌落荚膜荚膜毒性毒性R型细菌型细菌S型细菌型细菌（一）肺炎双球菌的转化实验（一）肺炎双

5、球菌的转化实验光滑光滑粗糙粗糙无多糖类荚膜无多糖类荚膜有多糖类荚膜有多糖类荚膜无毒，不致死无毒，不致死有毒，致死有毒，致死将将R型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。将将S型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。结论：结论：S S型的活细菌对小鼠有毒，而型的活细菌对小鼠有毒，而R R型的活细菌无毒。型的活细菌无毒。1 1、活体细菌活体细菌转化实验转化实验（格里菲思）（格里菲思）实验设计实验实验说明：说明： 加热杀死的加热杀死的S S型细菌对小鼠无毒害作用。型细菌对小鼠无毒害作用。实验实验说明：说明：小鼠体内小

6、鼠体内R R型型活细菌在加热杀死的活细菌在加热杀死的S S型型 细菌的作用下可以转化为细菌的作用下可以转化为S S型活细菌型活细菌。 在加热杀死的在加热杀死的S型细菌中，必然存在某种型细菌中，必然存在某种活性物质活性物质转化因子转化因子，促使小鼠体内，促使小鼠体内R型型活细菌转化为有毒性活细菌转化为有毒性S型活细菌。型活细菌。这种转化因子到底是什么物质呢？步骤步骤方方 法法现现 象象结结 论论1R R菌活菌菌活菌注射注射小鼠小鼠2S S菌活菌菌活菌注射注射小鼠小鼠3S S菌高温灭活菌高温灭活后注后注射射小鼠小鼠4高温灭活的高温灭活的S S菌菌+ +R R菌菌注射注射小鼠小鼠小鼠正常小鼠正常小鼠

7、死亡小鼠死亡R菌无毒性菌无毒性S菌有毒性菌有毒性小鼠正常小鼠正常加热杀死有毒性的加热杀死有毒性的S菌不使小白鼠致死菌不使小白鼠致死小鼠死亡小鼠死亡分离出分离出S菌活菌菌活菌加热杀死的加热杀死的S型菌中型菌中含有使含有使R型菌转化为型菌转化为S型菌的型菌的转化因子转化因子1 1、活体细菌活体细菌转化实验转化实验（格里菲思）（格里菲思）、材料、材料: : S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌( (光滑、有毒、有荚膜光滑、有毒、有荚膜) ) R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌( (粗糙，无毒，无荚膜粗糙，无毒，无荚膜) )、原理、原理: : 设法设法把把S S型型细菌的细菌的几种成分几种成分用科学的的方法用科

8、学的的方法分分开开，分别与分别与R R型活菌混合培养型活菌混合培养，观察哪种成分能使观察哪种成分能使R R型细菌转化成有毒性的型细菌转化成有毒性的S S型细菌型细菌，从而证明转化因，从而证明转化因子是哪种成分。子是哪种成分。2 2、离体细菌离体细菌转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）S型细菌型细菌多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNADNA的水的水解产物解产物R型型R型型R型型R型型 R型型R型型S型型R型型 S型型、过程、过程:2 2、离体细菌离体细菌转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）实验结论实验结论 转化因子是转化因子是S S型菌的型菌的DNADNA， DNADNA是遗传物质，

9、是遗传物质， 蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。2 2、离体细菌离体细菌转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）实验中提取的实验中提取的DNA纯度越高，转化效率越高。纯度越高，转化效率越高。 要证明要证明DNA是遗传物质，关键是要把是遗传物质，关键是要把DNA与蛋白质分开单独地、直接地去观察与蛋白质分开单独地、直接地去观察DNA的作用。的作用。如何更精确地把蛋白质和如何更精确地把蛋白质和DNADNA分开？分开？同位素示踪法同位素示踪法病病毒毒蛋蛋白白质质（二）（二）噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1 1、实验材料、实验材料 噬菌体噬菌体 大肠杆菌大肠杆菌噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染

10、细菌的过程2 2、实验步骤、实验步骤(3)(3)检测子代噬菌体放射性情况检测子代噬菌体放射性情况(1)(1)分别制备含放射性分别制备含放射性3535S S、3232P P的噬菌体的噬菌体 (2)(2)分别用含放射性分别用含放射性3535S S、3232P P的噬菌体去侵染的噬菌体去侵染 未标记的大肠杆菌未标记的大肠杆菌（二）（二）噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体的噬菌体的蛋白质：蛋白质：C C、H H、O O、N N、S S 噬菌体的噬菌体的DNADNA：C C、H H、O O、N N、P P 同位素追踪法。用什么元素呢？同位素追踪法。用什么元素呢？用用3535S S标记蛋白质

11、（标记蛋白质（S S只存在于只存在于T T2 2的蛋白质中）的蛋白质中）用用3232p p标记标记DNADNA（99%99%的的P P存在于存在于T T2 2的的DNADNA中）中）（1 1）分别制备含放射性）分别制备含放射性3535S S、3232P P的噬菌体的噬菌体 用同位素标用同位素标记噬菌体记噬菌体用用35S标记外壳标记外壳用用32P标记标记DNA使噬菌体使噬菌体侵染细菌侵染细菌(2)(2)分别用含放射性分别用含放射性3535S S、3232P P的噬菌体去侵染的噬菌体去侵染 未标记的大肠杆菌未标记的大肠杆菌亲代噬菌体亲代噬菌体3535S S标记蛋白质标记蛋白质寄主细胞内寄主细胞内无

12、无3535S S标记蛋白质标记蛋白质子代噬菌体子代噬菌体外壳蛋白质没有外壳蛋白质没有3535S S被感染的大肠杆菌被感染的大肠杆菌实验过程：亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体子代噬菌体3232P P标记标记DNADNA无32P标记DNADNADNA有有3232P P标记标记实验过程： 用用35S标记标记的一组侵染实验，放射性蛋白质吸附的一组侵染实验，放射性蛋白质吸附在宿主细胞外面，在宿主细胞外面，子代细胞中检测不到放射性子代细胞中检测不到放射性。 而用而用32P标记标记的一组实验，的一组实验，放射性放射性DNA进入宿主细进入宿主细胞内，并且能胞内，并且能在子代噬菌体中检测到在子代噬菌体中

13、检测到32P。(3)(3)检测子代噬菌体放射性情况检测子代噬菌体放射性情况噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验结论结论在噬菌体中，亲代与子代之间具有连在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是续性的物质是DNADNA，而不是蛋白质。，而不是蛋白质。即即DNADNA是遗传物质。是遗传物质。在在RNA病毒的结构中只有病毒的结构中只有RNA和蛋白质。和蛋白质。则该生物的遗传物质是什么？则该生物的遗传物质是什么？（三）烟草花叶病毒感染和重建实验（三）烟草花叶病毒感染和重建实验 烟草花叶病毒中只有蛋白质和烟草花叶病毒中只有蛋白质和RNARNA两种物质，把它们分离出来两种物质，把它们分离出来RNA酶

14、酶TMVTMV烟草花叶病毒烟草花叶病毒HRVHRV车前草病毒车前草病毒ABRNA蛋白质外膜蛋白质外膜+结论：结论：RNARNA也也是遗传物质是遗传物质TMV ATMV B降解降解蛋白A蛋白BRNA ARNA B重组病毒重组病毒感染烟草感染烟草A型病毒B型病毒烟草花叶病毒的重建实验烟草花叶病毒的重建实验结论：新病毒类型取决于所提供的结论：新病毒类型取决于所提供的RNARNA。以上三个实验可以得出的结论：以上三个实验可以得出的结论： 1、DNA是是主要的主要的遗传物质遗传物质 2、RNA也是遗传物质也是遗传物质 （在没有在没有DNA情况下，只有少数病毒情况下，只有少数病毒） 3、蛋白质不是遗传物质

15、、蛋白质不是遗传物质总之：核酸是遗传物质总之：核酸是遗传物质小小 结结DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明说明DNADNA是遗传物质是遗传物质的实验证据：的实验证据： 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验说明说明DNADNA不是唯一遗传物质不是唯一遗传物质的实验证据：的实验证据： 烟草花叶病毒的重建实验烟草花叶病毒的重建实验重点内容：重点内容：DNADNA与染色体与染色体的关系的关系技术与科学的关系各种生物的遗传物质：各种生物的遗传物质：噬菌体：噬菌体：烟草花叶

16、病毒：烟草花叶病毒：蓝藻、细菌：蓝藻、细菌：老虎、松树：老虎、松树：人：人：DNARNADNADNADNARNA病毒：病毒：流感病毒、爱滋病毒、流感病毒、爱滋病毒、SARS病毒等病毒等原核生物的遗传物质是原核生物的遗传物质是病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是真核生物的遗传物质是真核生物的遗传物质是DNA或或RNADNADNA生物的遗传物质是生物的遗传物质是核酸核酸 DNA或或RNA。主要是主要是 DNA真核生物的真核生物的细胞质遗传物质细胞质遗传物质是是 DNA染色体是遗传物质的主要载体，染色体是遗传物质的主要载体，线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体。线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体。遗传物质主要

17、载体遗传物质主要载体实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是还是RNA。练习练习1：某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：下实验：1.1.取等量活鸡胚分成取等量活鸡胚分成A A、B B、C C三组，用显微注射技术，三组，用显微注射技术，分别向三组活鸡胚细胞中注射分别向三组活鸡胚细胞中注射_。2.2.都在相同并适宜条件下培养。都在相同并适宜条件下培养。3.3.分别从培养后的鸡胚中抽取样品，分别从培养后的鸡胚中抽取样品，_（检测是否产生禽流感病毒）。（检测是否产生禽流感病毒）。材料用具：显微注射器、禽流感病毒的

18、核酸提取物材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物活鸡胚等活鸡胚等实验步骤：实验步骤：DNA酶、酶、RNA酶酶补充材料：补充材料：练习练习2：请利用请利用DNADNA酶做试剂，选择适当的材料用具，酶做试剂，选择适当的材料用具，设计试验方案，验证设计试验方案，验证“促进促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的型细菌的物质是物质是DNADNA本身，而不是本身，而不是DNADNA的碎片或化学组成单位的碎片或化学组成单位”，并预测实验结果，得出实验结论并预测实验结果，得出实验结论第一步：从第一步：从S S型细菌中提取型细菌中提取DNADNA；制备符合要求的培；制备符合要求的培养基若干组。养

19、基若干组。第二步：第二步：预测实验结果并得出结论预测实验结果并得出结论第一步：从第一步：从S S型细菌中提取型细菌中提取DNADNA；制备符合要求的培；制备符合要求的培养基若干组。养基若干组。第二步：第二步： 取三组培养基编号取三组培养基编号A A、B B、C C， A A组不加任何提组不加任何提取物，取物，B B组加入适量提取的组加入适量提取的S S型细菌的型细菌的DNADNA，C C组加入适量组加入适量提取的提取的S S型细菌的型细菌的DNA DNA 和和 DNA DNA 酶，酶， 第三步：第三步：将将R R型细菌分别接种到三组培养基上，放在相型细菌分别接种到三组培养基上，放在相同适宜的环

20、境下培养一段时间，观察同适宜的环境下培养一段时间，观察菌落菌落的生长情况。的生长情况。练习练习2：请利用请利用DNADNA酶做试剂，选择适当的材料用具，酶做试剂，选择适当的材料用具，设计试验方案，验证设计试验方案，验证“促进促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的型细菌的物质是物质是DNADNA本身，而不是本身，而不是DNADNA的碎片或化学组成单位的碎片或化学组成单位”，并预测实验结果，得出实验结论并预测实验结果，得出实验结论第一步：从第一步：从S S型细菌中提取型细菌中提取DNADNA；制备符合要求的培；制备符合要求的培养基若干组。养基若干组。第二步：第二步：预测实验结果并得出结论

21、预测实验结果并得出结论 取三组培养基编号取三组培养基编号A A、B B、C C， A A组不加任何提组不加任何提取物，取物，B B组加入适量提取的组加入适量提取的S S型细菌的型细菌的DNADNA，C C组加入适量组加入适量提取的提取的S S型细菌的型细菌的DNA DNA 和和DNA DNA 酶，酶， 第三步：将第三步：将R R型细菌分别接种到三组培养基上，放在相型细菌分别接种到三组培养基上，放在相同适宜的环境下培养一段时间，观察菌落的生长情况。同适宜的环境下培养一段时间，观察菌落的生长情况。 A A、C C组只有组只有R R型细菌的菌落，型细菌的菌落，B B组培养基中出现组培养基中出现S S型型细菌的菌落；说明是细菌的菌落；说明是DNADNA本身促进本身促进R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细型细菌，而不是菌，而不是DNADNA的碎片或化学组成单位的碎片或化学组成单位