3.1 核酸是遗传物质（共39张PPT、含1份视频）高中生物 浙科版 必修二

(共39张PPT)
◎必修2 第3章 遗传的分子基础
第1节 核酸是遗传物质
学习目标
1.概述肺炎链球菌的转化实验；2.通过对噬菌体侵染细菌的实验分析，概述噬菌体侵染细菌的过程；
3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验。
核心素养
通过对肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌等实验的学习，认同科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
目录
1
2
3
4
5
6
课堂检测
有些病毒的遗传物质是RNA
课堂小结
噬菌体浸染细菌的实验分析
DNA是遗传物质的直接证据
问题探讨
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。
摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。
问题探讨
20世纪中叶，科学家发现：
染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。
DNA分子
蛋白质
DNA
蛋白质
20世纪20年代
支持率很高
20世纪30年代
少数支持
蛋白质和DNA谁是遗传物质？
证据
DNA是遗传物质的直接证据
01
（1）肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲思
小鼠
细菌的菌落
（1）肺炎链球菌的体内转化实验
（1）肺炎链球菌的体内转化实验
不同点 R型菌 S型菌
菌体特征
毒性
菌落
无多糖的荚膜 有多糖的荚膜
无毒 有毒
粗糙 光滑
光滑菌落
粗糙菌落
（1）肺炎链球菌的体内转化实验
看图描述该实验过程
分析该实验的自变量
3. 分析该实验的实验组和对照组
注入的肺炎链球菌
的类型和死活
第一至三组为对照组
第四组为实验组
（1）肺炎链球菌的体内转化实验
4. 第四组中分离出的S型活菌，是加热杀死的S型细菌复活了吗？
5. 本实验能得出什么结论？
不是，通过第三组可以排除这种可能。
加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。
（2）肺炎链球菌的体外转化实验
艾弗里
“转化因子”是什么？我来继续研究。
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是转化因子。
艾弗里对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定，提取出了DNA、蛋白质和荚膜多糖等物质，分别加入已培养了R型细菌的培养基中。
看图描述该实验过程
分析该实验的自变量
3. 分析该实验的方法
4. 如何区分R型和S型菌
5. 本实验能得出什么结论
（2）肺炎链球菌的体外转化实验
S型肺炎链球菌
蛋白质
荚膜多糖
DNA
DNA+DNA酶
R型肺炎链球菌
酶解法、细菌体外培养
向培养基中加入的S型菌的成分不同。
根据菌落的形态
DNA是转化因子
（3）比较：体内转化实验与体外转化实验
格里菲斯的体内转化实验 艾弗里的体外转化实验
培养细菌的场所
自变量
观察现象
实验技术方法
实验结论
小鼠体内
培养基（体外）
注射的肺炎链球菌的类型、死活
加入培养基的S型菌的成分
小鼠的死活（肺炎链球菌的毒性）
菌落的类型
注射法
酶解法、细菌培养技术
S型细菌内存在转化因子
S型细菌的DNA是遗传物质
由于“遗传物质是蛋白质”的理论根深蒂固，再加上当时的DNA提纯技术不够精准，一些学者仍然深深怀疑“DNA是遗传物质”，认为艾弗里实验中的DNA由于混有少量的蛋白质，才引起细菌的转化。
是否有更好的实验材料,可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？
噬菌体侵染细菌的实验分析
02
噬菌体侵染细菌的实验分析
赫尔希 蔡斯
T2噬菌体的模式图
T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部
和尾部的外壳是由蛋白质构成
的，在头部内含有一个DNA分子。
噬菌体侵染细菌的过程是怎样的？
观察视频并总结噬菌体侵染细菌的过程。
噬菌体侵染细菌的实验分析
注入
吸附
复制、合成
组装
裂解释放
噬菌体侵染细菌的实验分析
—— C、H、O、N、P
1. 赫尔希、蔡斯采用了怎样的实验方法？
同位素标记法
——C、H、O、N、S
31P 32P
32S 35S
√
√
1
2. 要对DNA或蛋白质进行特异性标记，应该标记哪种元素？
2
噬菌体侵染细菌的实验分析
3. 怎样标记噬菌体，能否用含有放射性元素的培养基直接培养噬菌体？
3
01
用分别含有35S 和32P的培养基培养细菌；
02
用噬菌体分别侵染上述细菌；
03
制备分离只含35S或只含32P的噬菌体。
不能
噬菌体侵染细菌的实验分析
标记
侵染
搅拌、离心
检测放射性
实验过程：
1. 搅拌和离心的目的分别是什么？
搅拌：使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分离
离心：使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分层
2. 噬菌体的蛋白质外壳和大肠杆菌在离心管中是怎样分布的？
上清液：噬菌体的蛋白质外壳
沉淀物：大肠杆菌
噬菌体侵染细菌的实验分析
标记
侵染
搅拌、离心
检测放射性
实验过程：
3. 甲组离心管溶液的哪里出现了放射性，说明了什么？
上清液，说明了蛋白质外壳没有进入大肠杆菌。
4. 乙组离心管溶液的哪里出现了放射性，说明了什么？
沉淀物，说明了噬菌体的DNA进入大肠杆菌，从而说明DNA是遗传物质。
噬菌体侵染细菌的实验分析
标记
侵染
搅拌、离心
检测放射性
实验过程：
5. 在甲、乙两组实验中，能检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质外壳，说明了什么？
亲代噬菌体的DNA参与了子代DNA的组成，子代噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成的。
6. 本实验可以得出的结论是？
DNA是T2噬菌体的遗传物质。
DNA是生物界唯一的遗传物质吗？
有些病毒的遗传物质是RNA
03
随着对病毒研究的逐渐深入，科学家发现许多病毒中含有RNA，却没有DNA。例如烟草花叶病毒、艾滋病病毒、冠状病毒、流感病毒等。
有些病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒
艾滋病病毒
冠状病毒
流感病毒
背景知识：烟草花叶病毒是RNA病毒，在感染植物时，会出现致病斑。
有些病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒
（简称TMV）
感染烟草花叶病毒后的病斑
有些病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒感染烟草的实验
1. 为了使实验更有说服力，需要加一个对照组，怎样设计？
用完整的烟草花叶病毒去侵染烟草叶，一段时间后观察烟草叶上是否有病斑。
2. 通过本实验可以得到什么结论？
烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。
有些病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒重建实验
通过本实验可以得到什么结论？
结论：新病毒类型取决于所提供的RNA。
DNA是主要的遗传物质
自然界中绝大多数生物的遗传物质为DNA，所以
（含有DNA和RNA）
（含有DNA或RNA）
DNA病毒
RNA病毒
细胞生物
无细胞生物（如病毒）
遗传物质为RNA
DNA是主要的遗传物质
遗传物质为DNA
真核生物
原核生物
生物
课堂小结
04
DNA是遗传物质
的直接证据
格里菲思的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
加热杀死的S型菌体内含转化因子
S型菌的DNA是转化因子（遗传物质）
噬菌体侵染细菌的实验分析
噬菌体的遗传物质是DNA
有些病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒感染烟草实验
DNA是主要的遗传物质
课堂检测
05
1. 下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述,正确的是(　 　)
A. 该实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源
B. 多肽类的荚膜使S型肺炎链球菌不易受宿主防护机制的破坏
C. 活体肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的纯度越高转化效率越高
D. S型菌的DNA与活的R型菌混合悬浮培养后可出现两种菌落
A
2. 在“噬菌体侵染细菌实验”中,可通过某操作实现下图所示变化，该操作是(　　)
A. 用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA
B. 将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合
C. 将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌
D. 离心并检测悬浮液和沉淀物中的放射性
C
3. 下图为烟草花叶病毒(TMV)的感染和重建实验示意图。下列叙述正确的是(　 　)
A. 该实验证明了核酸是各种生物的遗传物质
B. 该实验证明了TMV的遗传物质是RNA
C. 由图可推知,A型后代和B型后代的蛋白质相同
D. 由图可推知,TMV在感染烟草叶片时,蛋白质未进入烟草细胞
B
D
4.下列关于遗传物质的叙述,错误的是 (　　)
A.只含有DNA的生物,遗传物质是DNA
B.只含有RNA的生物,遗传物质是RNA
C.有细胞结构的生物,遗传物质是DNA
D.既含有DNA又含有RNA的生物,遗传物质主要是DNA
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