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1、第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质人教版必修2 19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由了生物的性状是由 基因基因 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 蛋白质和蛋白质和DNADNA， 谁是遗传物质谁是遗传物质? ? DNADNA是主要的遗传物质
2、的证据是主要的遗传物质的证据格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验艾弗里确定转化因子的体外转化验艾弗里确定转化因子的体外转化验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验实验材料：实验材料： 两种肺炎双球菌 R型菌型菌菌落菌落:粗糙，粗糙，无荚膜，无毒无荚膜，无毒多多糖糖类类荚荚膜膜S型菌型菌菌落菌落:光滑，光滑，有荚膜，有毒，可有荚膜，有毒，可致死致死 一一.肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验过程探究过程探究1 1格里菲思的实验格里菲思的实验： 知识建构知识建构1 1 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中，型细菌中， 必然含有某种促成这一转化的活性物必然含有某种促成这一
3、转化的活性物 质质“转化因子转化因子”。? ? 哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？对比对比A.BA.B组的实验现象，这说明了什么？组的实验现象，这说明了什么？什么使活什么使活R R型细菌转变成活的型细菌转变成活的S S型细菌？型细菌？? ? ? ? 由于体内有活的由于体内有活的S S型细菌的作用。型细菌的作用。活的活的R R型细菌变成了活的型细菌变成了活的S S型细菌。型细菌。 加热杀死的加热杀死的S S型细菌使活的型细菌使活的R R型细菌发生型细菌发生 了转化。了转化。过程探究过程探究1 1格里菲思的实验格里菲思的实验： D组小鼠为什么会死亡呢？
4、组小鼠为什么会死亡呢？活的活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？ ? ? S S型细菌型细菌使小鼠死亡。使小鼠死亡。 实验设计实验设计寻找转化因子：寻找转化因子： 在杀死的在杀死的S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢但究竟哪一个才是转化因子呢？ 假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家,应应该怎样设计实验来证明该怎样设计实验来证明:转化因转化因子是什么物质子是什么物质?讨论讨论: 在证明在证明DNA还是蛋白质或其他还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最物
5、质是遗传物质的实验中最关键关键的的设计设计思路思路是什么？是什么？ 必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，分开，单独单独、直接直接地观察它地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。物质。提出问题实验方案：2 2、分别与分别与R R型细菌混合培养，观察其后代型细菌混合培养，观察其后代是否有是否有S S型细菌出现型细菌出现. .1 1、从活的从活的S S型细菌中分离，提取出各种成分，型细菌中分离，提取出各种成分，( (DNADNA、蛋白质和多糖蛋白质和多糖 等物质等物质) ) DNA蛋白质和其他物质谁是遗传物质?作出假设:实施方案 验证预测预期
6、效果：DNA是遗传物质只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌转变成型菌转变成S型菌型菌分析结论实验材料：两种类型的肺炎双球菌(R型和S型)过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验： 过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验： 过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验： 过程探究过程探究2 2艾弗里的实验分析：艾弗里的实验分析： ? ? 只在只在A A组中出现组中出现S S型细菌型细菌, ,说明了什么说明了什么? ? 只有加入只有加入DNADNA，R R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S S型细菌型细菌知识建构知识建构2 2 DNADNA是转化因子。是转化因子。
7、 ? ? 有没有可能是有没有可能是有没有可能是有没有可能是DNADNADNADNA上仍沾有的上仍沾有的上仍沾有的上仍沾有的0.02%0.02%0.02%0.02%蛋白蛋白蛋白蛋白质是转化因子呢？质是转化因子呢？质是转化因子呢？质是转化因子呢？ ? ? 有没有比细菌更为简单的实验材料？有没有比细菌更为简单的实验材料？噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图 二、二、 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验T2 2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA.蛋白质蛋白质外壳外壳DNA小资料小资料: T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体
8、内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖. 在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明: 硫硫仅存在于蛋白质蛋白质分子分子中, 磷磷仅存在于DNA分子中.噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附T T2 2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNADNA? ? DNADNADNADNA和蛋白质和蛋白质和蛋白质和蛋白质, , , ,应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？DNADN
9、A标记标记P;P;蛋白质标记蛋白质标记S S。 1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记和测试。过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验： ? ? 如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？ 怎样将怎样将32P标记到噬菌体的标记到噬菌体的DNA上？上？（先用含（先用含32P的培养基培养的培养基培养大肠杆菌大肠杆菌，再用再用噬菌体噬菌体去感染这种大肠杆菌）去感染这种大肠杆菌）过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验： 过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验： 过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验：赫尔希和蔡斯的实验：
10、A A、B B两组实验结果两组实验结果: : A A组标记的是蛋白质，侵染时留在外组标记的是蛋白质，侵染时留在外面，产生的子代噬菌体不含放射性。面，产生的子代噬菌体不含放射性。B B组标记的是组标记的是DNADNA，侵染时进入细菌体，侵染时进入细菌体内，产生子代噬菌体含有放射性。内，产生子代噬菌体含有放射性。? ? 实验说明什么？实验说明什么？ 噬菌体进入细菌中的是噬菌体进入细菌中的是DNADNA，蛋白质，蛋白质 留在外面，这样就形成了与亲代一样留在外面，这样就形成了与亲代一样 的噬菌体，遗传物质是的噬菌体，遗传物质是DNA,DNA,而不是蛋而不是蛋 白质白质. .它的蛋白质不是亲代连续下来它
11、的蛋白质不是亲代连续下来 的，是由的，是由DNADNA控制合成的。控制合成的。 知识建构知识建构3 3DNA是遗传物质是遗传物质。? ? 所有生物的遗传物质都是所有生物的遗传物质都是所有生物的遗传物质都是所有生物的遗传物质都是DNADNADNADNA吗？吗？吗？吗？? ?蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质相关链接相关链接SARSSARS病毒的结构病毒的结构：RNA RNA 相关链接相关链接 SARSSARS病毒的遗传物病毒的遗传物 质：质： ? ? SARS病毒中，谁是遗传物质？病毒中，谁是遗传物质？ 知识建构知识建构4 4 RNA是遗传物质。是遗传物质。课堂延伸课堂延伸设计实验：证明设计实验：证明烟草
12、花叶病烟草花叶病毒毒的遗传物质是什么？的遗传物质是什么？烟草花叶病毒（TMV）被病毒感染的烟草叶片被病毒感染的烟草叶片RNA蛋白质蛋白质设计实验：设计实验： TMV（烟草花叶病毒）烟草花叶病毒）蛋白质蛋白质RNA设计思路：设计思路：技术方法：技术方法：将蛋白质与将蛋白质与RNA分离，单独观察分离，单独观察自身分离、化学提取分离、酶解法分离自身分离、化学提取分离、酶解法分离分离分离DNA与蛋白质的技术手段有三类：与蛋白质的技术手段有三类：（1）自身分离。（同位素标记观察）自身分离。（同位素标记观察）（2）化学提取法分离）化学提取法分离RNA与蛋白质，与蛋白质，（3）用）用RNA酶和蛋白酶分别处理
13、噬菌体酶和蛋白酶分别处理噬菌体分离分离分离分离重组重组重组重组感染新的病毒新的病毒产生产生哪种哪种病毒？病毒？ 知识建构知识建构55大多数生物以大多数生物以 为遗传物质，为遗传物质，少数生物以少数生物以 为遗传物质，为遗传物质，所以所以 是一切生物的遗传物质，是一切生物的遗传物质， 是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。蛋白质蛋白质 （是，不是）遗传物质。（是，不是）遗传物质。DNADNARNARNA核酸核酸核酸核酸DNADNA不是不是1 1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细型细 菌混合菌混合2 2用噬菌体去感染体内含用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌的细胞，在细菌 解体后含解体后含32P的是（的是（ ） A A子代噬菌体子代噬菌体DNA B B子代噬菌体所有部分子代噬菌体所有部分 C C子代噬菌体蛋白质外壳子代噬菌体蛋白质外壳 D D子代噬菌体不含子代噬菌体不含32P学习自测学习自测D DA A
