生物人教版（2019）必修2 3.1 DNA是主要的遗传物质（共34张ppt）

(共34张PPT)
复习
1.蛋白质的组成元素、基本单位、结构多样性的原因？
2.DNA的组成元素、基本单位、结构多样性的原因？
3.噬菌体的结构？能否用培养基直接培养噬菌体？
4.细胞生物的遗传物质是_____，病毒的遗传物质是_______
第三章 基因的本质
染色体
蛋白质
DNA
揭秘基因的化学本质，
解析DNA的优美螺旋。
验证DNA的精巧复制，
测读ATCG的生命长卷。
回响着不同观点的争论，传颂着合作探究的典范。
孟德尔
遗传因子
染色体
摩尔根
科学家发现：染色体主要组成成分：
蛋白质和DNA。
历史的步伐
DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性

蛋白质
染色体
蛋白质
DNA
教学目标 核心素养
1.掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重点、难点) 2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结果的分析。(重点、难点) 3.理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵和理由。(重点)。 生命观念：DNA是主要的遗传物质。
科学思维：“加法原理”和“减法原理”。
科学探究：三大实验的方法和结论。
社会责任：生物信息学及其应用。
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代：
氨基酸 多肽 蛋白质
认为蛋白质是生物体的遗传物质
20世纪30年代：
4种脱氧核苷酸
DNA
蛋白质是生物体主要的遗传物质
（一）体内转化实验——格里菲思
阅读课本P43页，及图3-2，思考下列问题（3min）：
1、实验材料：
2、实验原理：
3、实验过程、现象及结论
肺炎链球菌
（原核生物）
S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
毒性
光滑Smooth
粗糙Rough
有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有毒性，可致死
无毒性
S型菌使小鼠患败血症死亡，R型菌无毒性。
多糖
荚膜
二、肺炎双球菌转化实验
① ② ③ ④
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”
3.实验过程、现象及结论
不死亡
死亡
不死亡
死亡
S型
【结论】
思考并讨论：
1.第④组中的小鼠为什么死亡？这组小鼠体内的 S 型活细菌从何而来？
2.实验自变量是什么 因变量是什么？
3.有没有对照实验？如何进行对照？说明了什么？
【合作探究一】
自变量：给小鼠注射的细菌种类；
因变量：小鼠是否能存活及体内是否有活得S菌。
一二组对照，说明R菌无毒，S菌有毒。
二三组对照，说明加热杀死的S菌无毒。
二三四组对照，说明R菌转化为S菌。
有S型菌产生；加热杀死的s型菌中的某些物质将R型菌转化成了S型菌
R型菌被小鼠的免疫系统所消灭
部分R型细菌转化为有毒
S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降，造成R型细菌又可以大量繁殖，数量增加
例1、将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：
a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是
b、曲线bc段上升的原因是
0
含量
时间
a
b
c
R型细菌
S型细菌
能力提升
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
如何验证到底哪种物质是转化因子呢？
将去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质的细胞提取物分别加入有R型细菌的培养基中，观察除去相关物质后，细胞提取物能否使R型菌转化成S型菌。
设计思路：
细胞提取物
R型细菌
R型细菌
S型细菌
转化因子
DNA
DNA
2.肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里
特异性的去除一种物质
思考：
1、分析实验变量？
2、对照实验如何进行的？
3、结论是什么？
自变量：是否加入
酶及酶的种类；
因变量：培养基中是否有活得S菌。
第一组为空白对照组。第二至五组为实验组。
每组特异性的去除一种物质，观察S菌的活性。
科学方法：自变量控制中的“减法原理”
“转化因子”很可能就是DNA。
P46
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素
如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”；
减法原理：与常态相比，人为去除某种影响因素
如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”。
科学方法
例2．在肺炎双球菌感染老鼠的实验中，下列实验结果不正确的是 （ ）
A．注射R型菌后，老鼠不死亡
B．注射S型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型菌
C．注射R型菌及热处理的S型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型菌
D．注射S型菌及热处理的R型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型菌
.
C
能力提升
例3、探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括(　　)
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
C
[拓展]加热致死的S型细菌中DNA仍能起作用的原因：
由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，DNA的结构也会被破坏，但DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性，但蛋白质却不能恢复。
能力提升
三、噬菌体侵染细菌的实验
大肠杆菌
1．实验者：2．实验方法：3．实验材料：
4.设计思路：
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记技术
T2噬菌体、大肠杆菌
蛋白质外壳
DNA
有没有比细菌更简单的实验材料
用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用。
1.噬菌体侵染细菌过程
三、噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体的合成：
吸附
注入
合成
组装
释放
①增殖过程噬菌体只提供自身的DNA
②利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分
(用32p标记)
(用35S标记)
同位素标记法
C、H、O、N、P
C、H、O、N 、S
DNA
蛋白质
思考：1.能不能用14C和15N同位素来标记噬菌体？
2.能不能用35S和32P标记同一个噬菌体？
3.能否用含放射性物质的培养基直接来培养噬菌体？
不能，因为病毒只有寄生在活细胞内才能代谢、增殖。
不能，因为放射性检测只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种放射性元素。
不能，因为C、N这些元素是蛋白质和DNA共有的元素，不能把DNA和蛋白质分开。
自主学习课本44-45页内容，回答下面的问题（时间3min）：
1.实验方法：
2.实验准备：如何获得标记的噬菌体？
3.实验过程：分两组分别侵染大肠杆菌，
①保温的目的是什么？搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？
②离心后沉淀物与上清液分别主要含有什么成分？
4.实验结果及结论：
三、噬菌体侵染细菌的实验
保温、搅拌、离心
4、实验过程、现象及结论：
(1)标记细菌
细菌+含35S的培养基
细菌+含32P的培养基
含35S的细菌
含32P的细菌
(2)标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌
噬菌体+含32P的细菌
含35S的噬菌体
含32P的噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌
含32P的噬菌体+细菌
三、噬菌体侵染细菌的实验
上清液放射性很高,沉淀物放射性很低，子代噬菌体无放射性。
上清液放射性很低,沉淀物放射性很高，子代噬菌体有放射性。
亲代 噬菌体 合成的子代 噬菌体 结 论
35S标记 蛋白质
32P标记DNA
有
32P标记的DNA
无
35S标记的蛋白质
噬菌体的DNA进入
到了大肠杆菌体内
噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内
4.实验结果分析
提醒：这个实验不能证明蛋白质不是遗传物质。（其蛋白质没有进入细菌）
5.实验结论:
DNA是噬菌体的遗传物质
子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA传递的
在噬菌体侵染细菌实验中，若出现以下操作
会对实验结果产生什么影响？原因是什么？
1.标记35S的实验中搅拌不充分：
2.若标记32P的实验中
①保温时间过短：
②保温时间过长：
③搅拌过于剧烈：
思考与讨论：
【合作探究二】
离心后下方沉淀物中有放射性，因为仍有少量噬菌体外壳（35S）吸附在细菌表面
上清液中有放射性，因为部分亲代噬菌体尚未将DNA注入到大肠杆菌细胞内，经搅拌离心后分布于上清液中
上清液中有放射性，因为子代噬菌体已从裂解的大肠杆菌内增殖后释放出来，经搅拌离心后子代噬菌体分布于上清液中
上清液中有放射性，因为大肠杆菌细胞被破坏，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌离心后子代噬菌体分布于上清液中
跟踪训练
例3．（6分）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（ ）
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
（2017-全国新课标卷Ⅱ）
C
跟踪训练
例4（6分）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（ ）
①孟德尔的豌豆杂交实验
②摩尔根的果蝇杂交实验
③肺炎双球菌转化实验
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
⑤DNA的X光衍射实验
A. ①② B.②③ C.③④ D.④⑤
（2013-全国新课标卷Ⅱ）
C
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA
实验结论
四、烟草花叶病毒实验
细胞生物
总结：
原核生物
真核生物
:遗传物质为________
:遗传物质为________
非细胞生物
多数病毒
少数病毒
:遗传物质为______ 如噬菌体等
:遗传物质为_______
如HIV 、SARS病毒、烟草花叶病毒、禽流感病毒、甲型H1N1流感病毒、新型冠状病毒等
【归纳】
生物
绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA
A
【当堂达标】
1、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
2、科学家用含15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后，15N（ ）
A．不出现在子代噬菌体中
B．仅发现于子代噬菌体的DNA中
C．发现于子代噬菌体的外壳和DNA中
D．仅发现于子代噬菌体的外壳中
C
3、 关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
C
4.下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述，正确的是 (　　)。
A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA
B．“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质
C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA
D．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA
C
5.某人进行了以下4个实验：
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；
②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；
③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；
④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，
经过一段时间后离心，以上4个实验中放射性的主要位置依次是：
。
沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
6.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成的结构成分中，能够找到的放射性元素为：
A、可在外壳找到15N和35S、3H
B、可在DNA中找到3H、15N、32P
C、可在外壳找到15N、35S
D、可在DNA 中找到15N、32P、35S
B
高考真题
29．（10分） 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出
（1）实验思路
（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）
（2017-全国新课标卷Ⅰ）
课后练习
一、概念检测
1、D 2、A
二、拓展应用
1.实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。