【课件】DNA是主要的遗传物质+课件高一下学期生物人教版(2019)必修2.pptx
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1、第三章基因的本质第三章基因的本质第第1 1节节DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质科学家发现:染色体科学家发现:染色体主要组成成分主要组成成分:。孟德尔通过豌豆实孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状验证明生物的性状由由遗传因子遗传因子控制控制摩尔根通过果蝇摩尔根通过果蝇实验证明:实验证明:基因基因基因基因位于位于位于位于 上上上上基因的追寻记基因的追寻记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问题探讨问题探讨2020世纪中叶,科学家发现:世纪中叶,科学家发现:染色体主要由染色体主要由蛋白质蛋白质和和DNADNA组成组成。这。这两种物质,究竟哪一种是遗传物质呢?这个问
2、题曾引起生物界激两种物质,究竟哪一种是遗传物质呢?这个问题曾引起生物界激烈的讨论烈的讨论问题问题2 2:你认为遗传物质可能具有什么特点?:你认为遗传物质可能具有什么特点?储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息可以准确地复制,并传递给下一代可以准确地复制,并传递给下一代结构比较稳定等结构比较稳定等课本P42一 1.20 1.20世纪世纪2020年代年代 蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质氨氨基基酸酸的的多多种种多多样样的的排排列列顺顺序序可能蕴含着遗传信息可能蕴含着遗传信息 2.20 2.20世纪世纪3030年代后年代后DNADNA才是遗传物质才是遗传物质基本单位:基本单位:脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核
3、苷酸 对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测是蛋白质!是DNA课本P42格里菲思体内转化实验艾弗里的体外转化实验格里菲思格里菲思艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希蔡斯蔡斯肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验一、一、对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测首先向首先向“遗传物质是蛋白质遗传物质是蛋白质”提出挑战的科学家有哪些提出挑战的科学家有哪些?课本P43项目项目S S型细菌型细菌R R型细菌型细菌菌落菌落菌体菌体有无毒性有无毒性表面表面光滑光滑 表面表面粗糙粗糙 有有无无多糖类多糖类的荚膜的荚膜二、二、肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验(一)体内转化实验:(一)体内转化实验:(1)科学家)
4、科学家:19281928年年【英英】格里菲斯格里菲斯(2)实验材料)实验材料:肺炎链球菌肺炎链球菌课本P43R R活细菌活细菌S S活细菌活细菌加热致死的加热致死的S S型细菌型细菌将将R R型活细菌型活细菌与与加热致死的加热致死的S S型型细菌混合细菌混合后注射后注射说明加热致死的S型细菌无毒说明S型细菌有毒说明R型细菌无毒说明少数R型活细菌转化成了S型活细菌实验结论:实验结论:已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子(遗传物质)(一)体内转化实验:(一)体内转化实验:(3)实验过程)实验过程:课本P43二、二、肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验
5、(二)体外转化实验:(二)体外转化实验:(1)科学家)科学家:19441944年年【美美】艾弗里艾弗里(2)实验材料)实验材料:肺炎链球菌肺炎链球菌(3)实验思路)实验思路:DNADNA蛋白质蛋白质 RNARNA脂质脂质多糖多糖将将DNADNA与与蛋白质等其他物质蛋白质等其他物质分开分开,单独、单独、直接地观察它们的作用。直接地观察它们的作用。S S型细菌组分图型细菌组分图课本P44关键:利用关键:利用酶的专一性酶的专一性特异地去除某种物质,特异地去除某种物质,然后观察在没有这种物质的情况下,然后观察在没有这种物质的情况下,R R型菌能型菌能不能发生转化不能发生转化蛋白蛋白酶(或(或RNA酶、
6、酯酶)DNA酶酶解法(二二)艾弗里的肺炎链球菌艾弗里的肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验 结论:DNADNA才是使才是使R R型细菌产生稳定遗传变化的物质型细菌产生稳定遗传变化的物质。蛋白质等蛋白质等其他物质其他物质不是不是遗传物质遗传物质(4)实验过程)实验过程:课本P44科学方法:科学方法:自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”加法原理:与常态比较,人为增加某种影响因素。与常态比较,人为增加某种影响因素。减法原理:与常态比较,人为去除某种影响因素。与常态比较,人为去除某种影响因素。艾弗里的肺炎链球菌艾弗里的肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验减法原理减法原理P46【例【例1 1】某同学对格
7、里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验进】某同学对格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验进行了分析比较行了分析比较,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.A.实验结论相同实验结论相同:DNA:DNA是遗传物质是遗传物质B.B.两个实验中细菌转化均与小鼠有关两个实验中细菌转化均与小鼠有关C.C.先进行了体外转化实验先进行了体外转化实验,后进行了体内转化实验后进行了体内转化实验D.D.实验设计思路不同实验设计思路不同,但都遵循了对照原则但都遵循了对照原则D格里菲思的体内转化实验只证明了被加格里菲思的体内转化实验只证明了被加热致死的热致死的S S型细菌中含有能让型细菌中含有能让R R型细
8、菌发型细菌发生转化的转化因子生转化的转化因子艾弗里的体外艾弗里的体外转化化实验是在培养皿中是在培养皿中进行的行的先先进行了体内行了体内转化化实验,后后进行了体外行了体外转化化实验金版学案金版学案P76【例【例2 2】在肺炎链球菌的转化实验中】在肺炎链球菌的转化实验中,在在培养有培养有R R型细菌型细菌的的 1 1 4 4四支试管四支试管中中,依次依次加入加入S S型活细菌的细胞提取物型活细菌的细胞提取物和和蛋白酶、蛋白酶、RNARNA酶、酯酶、酶、酯酶、DNADNA酶酶的混合物的混合物,经过培养经过培养,检查结果发现试管内检查结果发现试管内仍然有仍然有R R型细菌型细菌的是的是()A.3A.3
9、和和4 4 B.1 B.1、3 3和和4 4 C.2C.2、3 3和和4 4 D.1 D.1、2 2、3 3和和4 4D金版学案金版学案P76艾弗里的实验引起了人们的注意。但是,由于艾弗里实验中艾弗里的实验引起了人们的注意。但是,由于艾弗里实验中无无法真正提取出纯法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是来进一步验证遗传物质就是DNA。因此,仍因此,仍有人对实有人对实验结论表示怀疑验结论表示怀疑。有没有有没有更好的材料更好的材料、更好的方法更好的方法能够将能够将DNADNA和蛋白质分开和蛋白质分开,单独去,单独去观察它们的作用呢观察它们的作用呢?19521952年,赫尔希和蔡斯年,赫尔希和蔡
10、斯 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验三、三、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(一)科学家:(一)科学家:赫尔希赫尔希蔡斯蔡斯19521952年年噬菌体噬菌体利用利用放射性同位素标记放射性同位素标记技术,技术,另一个有说服力的实验另一个有说服力的实验课本P44三、三、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(二)实验材料:(二)实验材料:T T2 2噬菌体噬菌体尾尾部部头头部部DNADNA蛋白质蛋白质(1)优点)优点:是一种是一种专门寄生专门寄生在在大肠杆菌大肠杆菌体内的体内的病毒病毒。头部头部和和尾部尾部的的外壳外壳是由是由蛋白质蛋白质构成,构成,头部头部内含有内含有DNADNA。在自身遗
11、传物质的指导下进行繁殖在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料原料来自来自大肠杆菌大肠杆菌子代噬菌体子代噬菌体从宿主细胞裂解从宿主细胞裂解释放释放。课本P45吸附吸附注入注入(模板模板:T:T2 2噬菌体的噬菌体的DNA)DNA)合成合成(原料原料:大肠杆菌体内的物质大肠杆菌体内的物质)组装组装释放释放一、一、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验课本P45 T2T2噬菌体增殖过程噬菌体增殖过程(视频)(视频)(二)实验材料:(二)实验材料:T T2 2噬菌体噬菌体三、三、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(三)科学方法:(三)科学方法:放射性同位素标记法放射性同位素标记法DNADNA和蛋白质和蛋
12、白质哪一哪一种物质种物质进入了大进入了大肠杆菌体内肠杆菌体内?DNADNA和蛋白质和蛋白质不能直不能直接看到,怎么办?接看到,怎么办?放射性放射性分别分别标记标记DNADNA和蛋白质和蛋白质选择选择什么元素什么元素进进行行放射性标记放射性标记(C C、H H、O O、N N、S S)用用3232P P标记标记用用3535S S标记标记尾尾部部头头部部DNADNA蛋白质蛋白质(C C、H H、O O、N N、P P)问题问题2:能不能标记C、H、O、N?课本P45三、三、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(四)实验过程:(四)实验过程:T2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程噬菌体侵染大肠杆菌实验过
13、程(视频)(视频)三、三、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(四)实验过程:(四)实验过程:问题问题问题问题3 3:怎样标记噬菌体呢?能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体?不不可以,噬菌体是病毒,无法单独在培养基上存活,应用含被标记的可以,噬菌体是病毒,无法单独在培养基上存活,应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体。大肠杆菌培养基培养噬菌体。第一步:第一步:培养带标记的噬菌体培养带标记的噬菌体:含放射性同位素含放射性同位素3535S S培养基培养基培养培养大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌(含(含3535S S)T T2 2噬菌体(含噬菌体(含3535S S)培养培养噬菌体噬菌体含放射性同
14、位素含放射性同位素3232P P培养基培养基培养培养大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌(含(含3232P P)T T2 2噬菌体(含噬菌体(含3232P P)培养培养噬菌体噬菌体课本P45三、噬菌体侵染细菌的实验3、实验过程(1)标记大肠杆菌标记大肠杆菌大肠杆菌+含35S的培养基大肠杆菌+含32P的培养基含35S的大肠杆菌含32P的大肠杆菌(2)标记标记T2噬菌体噬菌体T2噬菌体+含35S的大肠杆菌T2噬菌体+含32P的大肠杆菌含35S的T2噬菌体含32P的T2噬菌体(3)已标记已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌噬菌体侵染未标记大肠杆菌含35S的T2噬菌体+大肠杆菌含32P的T2噬菌体+大肠杆菌保温
15、、搅拌、离心、检测上清液沉淀物课本P45三、噬菌体侵染细菌的实验检测上清液和沉淀物中的放射性物质用标记的噬菌体侵染未标记的细菌噬菌体被35S标记在新形成的噬菌体中没有检测到35S细菌裂解沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高离心后搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌:搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心的目的:让上清液中析出噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌(3)已标记已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌噬菌体侵染未标记大肠杆菌说明T2噬菌体的蛋白质外壳未进入大肠杆菌。课本P45三、噬菌体侵染细菌的实验 32P标记的噬菌体侵染细菌:
16、在搅拌器中搅拌、离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质用标记的噬菌体侵染未标记的细菌噬菌体被32P标记在新形成的噬菌体中检测到32P细菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低离心后搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体(3)已标记已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌噬菌体侵染未标记大肠杆菌说明T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌,并遗传给子代。课本P45-46三、噬菌体侵染细菌的实验4.实验结果分析组别标记元素追踪物质放射性分布结果分析实验实验32P35S蛋白质DNA主要分布在上清液主要分布在沉淀物噬菌体的蛋白质外壳未进入大肠杆菌噬菌体的DNA进入大肠杆菌,并遗传给子代5.实验结论:噬
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