2020-2021学年高一下学期生物浙科版必修2-3.1核酸是遗传物质的证据课件(共43张PPT)

(共43张PPT)
核酸
是遗传物质的证据
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，不要求学生记忆或掌握具体的内容。
19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 遗传因子 控制的
20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于 染色体 上。
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由 蛋白质和DNA （成分）组成。
蛋白质
DNA
染色体
一、染色体的化学组成
DNA
染色体 蛋白质
RNA
蛋白质含量约为DNA的二倍, RNA含量很少,还不到DNA量的10%
蛋白质和DNA，
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、DNA是遗传物质的间接证据
思考：如何选择实验材料证明DNA和蛋白质，
哪个是遗传物质
实验设计思路是：
蛋白质和DNA到底哪个是遗传物质？
科学发现史上科学家曾经有过不同的意见。
把DNA和蛋白质分开，
单独地、直接地去观察他们的作用
三、DNA是遗传物质的直接证据
［实验设计］
关键思路：
把DNA和蛋白质分开，单独观察，确定唯一变量
1、活体细菌转化实验（格里菲思）
2、离体细菌转化实验（艾弗里）
（二）肺炎双球菌的转化实验
注意：两个实验的结论是不同的。
两种肺炎双球菌的比较
菌落 荚膜 毒性
R型细菌
S型细菌
（一）肺炎双球菌的转化实验
光滑
粗糙
无多糖类荚膜
有多糖类荚膜
无毒，不致死
有毒，致死
①将R型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。
②将S型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
结论：
S型的活细菌对小鼠有毒，而R型的活细菌无毒。
1、活体细菌转化实验（格里菲思）
实验设计
实验③说明：
加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用。
实验④说明：小鼠体内R型活细菌在加热杀死的S型
细菌的作用下可以转化为S型活细菌。
④
③
在加热杀死的S型细菌中，必然存在某种活性物质——转化因子，促使小鼠体内R型活细菌转化为有毒性S型活细菌。
这种转化因子到底是什么物质呢？
④
步骤 方 法 现 象 结 论
1 R菌活菌注射小鼠
2 S菌活菌注射小鼠
3 S菌高温灭活后注射小鼠
4 高温灭活的S菌+R菌注射小鼠
小鼠正常
小鼠死亡
R菌无毒性
S菌有毒性
小鼠正常
加热杀死有毒性的S菌不使小白鼠致死
小鼠死亡
分离出S菌活菌
加热杀死的S型菌中含有使R型菌转化为S型菌的转化因子
1、活体细菌转化实验（格里菲思）
①、材料:
S型肺炎双球菌(光滑、有毒、有荚膜)
R型肺炎双球菌(粗糙，无毒，无荚膜)
②、原理:
设法把S型细菌的几种成分用科学的的方法分开，分别与R型活菌混合培养，观察哪种成分能使R型细菌转化成有毒性的S型细菌，从而证明转化因子是哪种成分。
2、离体细菌转化实验（艾弗里）
S型细菌
多糖
脂类
蛋白质
RNA
DNA
DNA的水解产物
分别与R型细菌混合培养
R型
R型
R型
R型
R型
R型
S型
R型
S型
③、过程:
2、离体细菌转化实验（艾弗里）
实验结论
转化因子是S型菌的DNA，
DNA是遗传物质，
蛋白质不是遗传物质。
2、离体细菌转化实验（艾弗里）
实验中提取的DNA纯度越高，转化效率越高。
要证明DNA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DNA的作用。
如何更精确地把蛋白质和DNA分开？
同位素示踪法
病毒蛋白质
（二）噬菌体侵染细菌的实验
1、实验材料
① 噬菌体
② 大肠杆菌
噬菌体侵染细菌的过程
2、实验步骤
(3)检测子代噬菌体放射性情况
(1)分别制备含放射性35S、32P的噬菌体
(2)分别用含放射性35S、32P的噬菌体去侵染
未标记的大肠杆菌
（二）噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的蛋白质：C、H、O、N、S
噬菌体的DNA：C、H、O、N、P
同位素追踪法。用什么元素呢？
用35S标记蛋白质（S只存在于T2的蛋白质中）
用32p标记DNA（99%的P存在于T2的DNA中）
（1）分别制备含放射性35S、32P的噬菌体
用同位素标记噬菌体
用35S标记外壳
用32P标记DNA
使噬菌体侵染细菌
(2)分别用含放射性35S、32P的噬菌体去侵染
未标记的大肠杆菌
亲代噬菌体
35S标记蛋白质
寄主细胞内
无35S标记蛋白质
子代噬菌体
外壳蛋白质没有35S
被感染的大肠杆菌
实验过程：
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
32P标记DNA
无32P标记DNA
DNA有32P标记
实验过程：
用35S标记的一组侵染实验，放射性蛋白质吸附在宿主细胞外面，子代细胞中检测不到放射性。
而用32P标记的一组实验，放射性DNA进入宿主细胞内，并且能在子代噬菌体中检测到32P。
(3)检测子代噬菌体放射性情况
噬菌体侵染细菌的实验结论
在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。
即DNA是遗传物质。
在RNA病毒的结构中只有RNA和蛋白质。
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
烟草花叶病毒中只有蛋白质和RNA两种物质，把它们分离出来
RNA酶
TMV
烟草花叶病毒
HRV
车前草病毒
A
B
RNA
蛋白质外膜
+
结论：RNA也是遗传物质
TMV A
TMV B
降解
降解
蛋白A
蛋白B
RNA A
RNA 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
结论：新病毒类型取决于所提供的RNA。
以上三个实验可以得出的结论：
1、DNA是主要的遗传物质
2、RNA也是遗传物质
（在没有DNA情况下，只有少数病毒）
3、蛋白质不是遗传物质
总之：核酸是遗传物质
小 结
DNA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？
说明DNA是遗传物质的实验证据：
▲ 肺炎双球菌的转化实验
▲ 噬菌体侵染细菌的实验
说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据：
▲ 烟草花叶病毒的重建实验
重点内容：
DNA与染色体
的关系
技术与科学
的关系
各种生物的遗传物质：
噬菌体：
烟草花叶病毒：
蓝藻、细菌：
老虎、松树：
人：
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA病毒：
流感病毒、爱滋病毒、SARS病毒等
原核生物的遗传物质是
病毒的遗传物质是
真核生物的遗传物质是
DNA或RNA
DNA
DNA
生物的遗传物质是
核酸
DNA或RNA。
主要是 DNA
真核生物的细胞质遗传物质是
DNA
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。
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DNA还是RNA。
练习1：某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：
1.取等量活鸡胚分成A、B、C三组，用显微注射技术，分别向三组活鸡胚细胞中注射___________。
2.都在相同并适宜条件下培养。
3.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）。
材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物……
活鸡胚等
实验步骤：
DNA酶、RNA酶
补充材料：
练习2：请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计试验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位”，并预测实验结果，得出实验结论
第一步：从S型细菌中提取DNA；制备符合要求的培养基若干组。
第二步：
预测实验结果并得出结论
第一步：从S型细菌中提取DNA；制备符合要求的培养基若干组。
第二步：
取三组培养基编号A、B、C， A组不加任何提取物，B组加入适量提取的S型细菌的DNA，C组加入适量提取的S型细菌的DNA 和 DNA 酶，
第三步：将R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。
练习2：请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计试验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位”，并预测实验结果，得出实验结论
第一步：从S型细菌中提取DNA；制备符合要求的培养基若干组。
第二步：
预测实验结果并得出结论
取三组培养基编号A、B、C， A组不加任何提取物，B组加入适量提取的S型细菌的DNA，C组加入适量提取的S型细菌的DNA 和DNA 酶，
第三步：将R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。
A、C组只有R型细菌的菌落，B组培养基中出现S型细菌的菌落；说明是DNA本身促进R型细菌转化成S型细菌，而不是DNA的碎片或化学组成单位