人教版（2019）高中生物必修二 3.1 DNA是主要的遗传物质 课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
3.1DNA是主要的遗传物质
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。
约翰逊
把遗传因子命名为基因
1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。
1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。
20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分DNA和蛋白质。
遗传物质探索之路
蛋白质
DNA
基本单位：常见的21种氨基酸
基本单位：4种脱氧核苷酸
20世纪20年代支持率很高
20世纪30年代,少数支持
问题：你认为遗传物质可能具有什么特点？
①储存大量的遗传信息;②可以准确地复制，并传递给下一代;③结构比较稳定
遗传物质的早期推测
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
1.阐述肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(科学探究)
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(科学思维)
3.能够运用所学知识,说明 DNA 是主要遗传物质。(生命观念)
【剧本杀任务】
“你”是一位科学家，20世纪20年代大部分科学家认为蛋白质是遗传物质，你在当时持有疑问甚至反对的态度，从此成了众矢之的陷入无尽的不被理解当中，在舆论的压力下你决定绝地反击，用事实说话，就像孟德尔和摩尔根那样用事实说话！
线索卡：1928年，格里菲思以小鼠为实验材料研究肺炎链球菌是如何使人患肺炎的。
线索1：肺炎链球菌的转化实验--体外转化实验
线索搜集1：根据资料卡，了解肺炎链球菌，完成线索搜集
（一种细菌，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡）
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无毒性
表面光滑
表面粗糙
有
无
多糖类的荚膜
线索收集2：肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验
第2、3组说明，加热可以杀死S型细菌，使其失去_______。
毒性
第1、2组对照，说明R型细菌__________，S型细菌_________。
无毒性
有毒性
第3、4组又说明了什么？
第三组：
第四组：
该小鼠体内含活的有毒S型菌
资料卡2：肺炎链球菌的转化实验——体内转化实验
真相逐渐浮出水面
从第四组小鼠体内分理处S型活菌可推测出什么？
无致病性的R型活细菌在与被加热杀死的S型菌混合后，转化为有致病性的S型活细菌
推论：被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”
将无致病性的R型活细菌转化为致病性的S型活细菌
1 .从以上线索提出什么问题？
这种转化因子究竟是什么物质？
2 .通过以上线索你该怎么去设计实验探究？根据资料卡4选取实验方法
推论：被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”
将无致病性的R型活细菌转化为致病性的S型活细菌
资料卡4：肺炎链球菌的转化实验——科学方法
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”（p46）
适应范围：在对照实验中，控制自变量可以采用。
含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
加法原理
含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
减法原理
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
线索收集3：肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验
思考：1.分析实验自变量： ；
因变量： 。
2.哪组是对照组？哪组是实验组？
第一组为空白对照组。第二至五组为实验组。
3.该实验的设计遵循哪些原则
遵循单一变量原则和对照原则。
4.实验结论是什么
是否加入酶及酶的种类
培养基中是否有活的S菌
从上述实验中你得知真相是什么？
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
3.肺炎链球菌的转化实验——知识拓展
1.加热杀死的S型菌，根据所学知识，你能判断出哪种物质的活性丧失？
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
2.
【探索不断进行中……】
科学探究的脚步永远不会停止，艾弗里的实验确实引起人们关注，但依然有科学家不断的进行更加有说服力的实验，不断的去追求真相。
提纯过程仍然有0.02%的蛋白质。
任务卡：帮助赫尔希和蔡斯完成T2噬菌体侵染细菌的实验，进一步证实DNA是遗传物质
赫尔希
蔡斯
提示：放射性同位素标记法
任务一：蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记35S ）
（标记32P）
怎么标记？
2.研究方法
三、噬菌体侵染细菌的实验
4.噬菌体侵染细菌实验
实验过程 第一步：获取标记的噬菌体
思考1：能不能同时用32P和35S标记噬菌体？
不能，实验只能检测放射性的有无，不能检测放射性的种类。若出现放射性，无法判断是哪种元素。
思考2：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？
不可以，因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
制备含有放射性标记噬菌体
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌
分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
4.噬菌体侵染细菌实验
实验过程
第二步：标记的噬菌体侵染细菌
保温一段时间目的：
搅拌的目的：
离心的目的：
使噬菌体完成侵染过程
使细菌上的噬菌体与细菌分离
上清液析出较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌
4.噬菌体侵染细菌实验
证据推理
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液
沉淀物
子代噬菌体
结论 放射性高
放射性低
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
◇蛋白质没有进入细菌细胞
◇DNA进入到细菌的细胞中
◇DNA才是T2噬菌体的遗传物质
1.上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是什么？
2.图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会增高，原因是什么？
3.上述实验中若用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质，会出现什么现象？
小组活动：
1.上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是什么？
2.图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会增高，原因是什么？
3.上述实验中若用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质，会出现什么现象？
部分噬菌体未侵染进入细菌。
大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中。
DNA和蛋白质中均含有C。
素养提升
材料1　新型冠状病毒是由RNA和蛋白质构成的内核与外侧的囊膜共同组成，囊膜的主要成分是磷脂和镶嵌其上的3种蛋白质M、E和S。
材料2　新型冠状病毒的增殖过程不是简单地将其遗传物质注入宿主细胞内，而是通过细胞的胞吞作用。新合成的病毒从细胞出来的方式与分泌蛋白相同，子代病毒也是通过囊泡排出细胞的。
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，设计实验以验证其遗传物质。简要写出实验思路。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
。
潜伏期→咳嗽→呼吸困难
感染病毒后症状
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
实验思路：
DNA是主要的遗传物质
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
更多实验证据
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
……
探索之路一直进行 ……