高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质一等奖课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质一等奖课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了染色体，蛋白质，DNA，肺炎链球菌转化实验，随堂检测，转化因子是什么，实验目的，实验材料，自变量，因变量等内容，欢迎下载使用。
学习目标1.理解肺炎链球菌转化实验：清晰阐述格里菲思体内转化实验的过程与结论，精准说明艾弗里体外转化实验的设计思路、过程及意义，深刻领悟从体内到体外转化实验的科学探究演进。2.掌握噬菌体侵染细菌实验：准确描述T₂噬菌体的结构与生活方式，详述赫尔希和蔡斯实验的设计思路、方法、步骤及结果，透彻理解该实验如何证明DNA是遗传物质。3.明确DNA是主要遗传物质：全面概述RNA作为遗传物质的实验证据，精准归纳“DNA是主要遗传物质”的内涵，清晰辨析不同生物的遗传物质类型。
思考亲代与子代之间极其相似的原因是什么？亲代将遗传物质遗传给子代
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。遗传物质是蛋白质还是DNA? 这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
活动一：根据已有知识推断遗传物质的特性
1. 亲子代之间联系的桥梁是生殖细胞。生殖细胞形成过程中，染色体和DNA的数量存在规律性的变化。2. 蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的。3. DNA能自我复制、并且在复制的过程中有多种机制保证准确性。
遗传物质应在亲子代间有连续性
4. 人们推测，既然基因能够控制那么多、那么复杂的生物性状，那么构成基因的遗传物质也一定是一种非常复杂、非常多样的化学物质，才能承担做为基因的艰巨任务。蛋白质恰好是结构最复杂、最多样的分子。5. 组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。6. 组成DNA的核苷酸有4种。7. 蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量信息。
遗传物质应具有：多样性
组成DNA的四种脱氧核苷酸
8. 蛋白质有复杂的空间结构，但在高温下空间结构会被破坏，容易变性。9.DNA结构稳定，耐高温。10. 一般情况下，同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中，DNA的含量基本相等，而生殖细胞中的DNA含量恰好是体细胞中的一半。11. 同一生物的不同组织细胞中，蛋白质的种类和质量差异较大。
遗传物质应具有：稳定性
小结：遗传物质应该具有的特点
（1）多样性。具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力。（2）连续性。能够精确地复制自己，保证在亲子代之间的传递。（3）稳定性。结构稳定，保证遗传信息的准确，同时又具有可变化的机制。（4）能够控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。
节选自必修1教材第44页
活动二：根据实验寻找证据
菌落表面光滑、可使小鼠患肺炎，并发败血症致死
菌落无多糖类荚膜，表面粗糙、小鼠不会患病，不致死
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
1928年 格里菲思
肺炎链球菌体内转化实验示意图
问题1： 第一、二两组实验在整个实验中起什么作用？ 这两组实验起到对照作用，通过与第三组（R型活细菌和加热致死的S型细菌混合注射，小鼠死亡且能分离出S型活细菌）以及可能的第四组（若为实验组）对比，突出单一变量对实验结果的影响，从而体现出不同处理方式下肺炎链球菌对小鼠作用的差异，帮助研究者判断各种因素在转化过程中的作用。
问题2： 对比第二、三组实验，说明什么？ 这表明加热致死的S型细菌虽本身无致死性，但其中含有某种能促使R型活细菌转化为S型活细菌的“转化因子” ，该因子能让无毒的R型菌发生转化，获得致病性。 转化因子可传递遗传特性：转化后的S型活细菌能在小鼠体内繁殖并导致小鼠死亡，说明这种 “转化因子” 可将S型细菌的遗传特性传递给R型细菌，使R型细菌获得S型细菌的致病性等遗传特性。 此实验为后续探究遗传物质本质奠定基础。
问题3： 请描述第四组小鼠做了怎样的处理？实验结果是什么？ 实验处理：对第四组小鼠注射由加热致死的S型细菌提取的、经蛋白酶处理后的提取物，再与R型活细菌混合的菌液 。此处理旨在探究去除蛋白质后，剩余物质是否还能使R型菌转化。 实验结果：小鼠死亡 。并且可从死亡小鼠体内分离出S型活细菌。这表明即使S型细菌提取物中的蛋白质被蛋白酶分解，依然存在能促使R型活细菌转化为S型活细菌的物质，进一步说明蛋白质不是遗传转化的关键物质 。
问题4： 第四组小鼠为何死亡？死亡小鼠体内能分离出S型活菌，说明什么？推测导致小鼠死亡的S型活菌是从哪里来的？ 1. 死亡原因是加热致死S型细菌虽失去活性，但含有的转化因子未被蛋白酶破坏。这种转化因子能进入R型活细菌，使R型菌发生转化，获得S型菌的致病性，导致小鼠死亡。 2. 说明加热致死S型细菌内确实存在一种能把R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子，该因子不仅能传递遗传信息，还能使受体菌（R型菌）稳定地发生可遗传变化，获得新的遗传特性（如致病性）。转化因子化学本质非蛋白质：因提取物经蛋白酶处理，蛋白质被分解，仍能实现转化，表明蛋白质并非此转化过程关键的遗传物质，为遗传物质化学本质研究提供重要线索。 3.导致小鼠死亡的S型活菌是由R型活细菌转化而来。加热致死S型细菌的转化因子进入R型活细菌后，整合到R型菌的遗传物质中，改变其遗传组成，使R型菌在繁殖过程中按照新的遗传信息合成S型菌特有的荚膜等物质，从而转变为S型活菌 。
1.在肺炎链球菌的体内转化实验中，以下对相关操作及结果的分析，正确的是（ ）A. 给小鼠注射R型活细菌，小鼠不死亡，原因是R型细菌没有多糖荚膜不具有毒性B. 给小鼠注射S型活细菌，小鼠死亡，原因是S型细菌有多糖荚膜能使小鼠患败血症C.给小鼠注射加热致死的S型细菌，小鼠不死亡，原因是加热使S型细菌的蛋白质变性D. 给小鼠注射R型活细菌与加热致死的S型细菌混合物，小鼠死亡，原因是R型细菌转化为S型细菌答案：D
2.关于格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验，以下叙述错误的是（ ）A. 实验中涉及的R型细菌是无毒性的，在培养基上形成的菌落表面粗糙B. 实验中涉及的S型细菌是有毒性的，在培养基上形成的菌落表面光滑C. 加热致死的S型细菌虽失去毒性，但其中的转化因子仍具有一定活性D. 该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质答案：D
加热致死的S型细菌，含有某种物质，能把无毒的R型活菌转化为有毒性的S型活菌。我们把这种物质叫做“转化因子”。
转化因子究竟是什么物质呢？
如何判断？检测的因变量指标是什么？
加热杀死的S型菌中各种物质成分
菌落特征为R型还是S型
肺炎链球菌体外转化实验
肺炎链球菌 体外转化实验
一、R型菌+S型菌细胞提取物
二、R型菌+S型菌细胞提取物+蛋白酶
三、R型菌+S型菌细胞提取物+RNA酶
四、R型菌+S型菌细胞提取物+酯酶
五、R型菌+S型菌细胞提取物+DNA酶
选取自必修二教材P46
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
“微生物中可以实验诱导、重复发生的、可遗传的特殊变化的最好例子是肺炎链球菌转化实验。”（摘自1944年艾弗里论文）
噬菌体侵染细菌的电镜照片
实验方法：放射性同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变，通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
1.在T₂噬菌体侵染细菌实验里，以下操作或结论有误的是（ ）A. 用³⁵S标记噬菌体需先培养含³⁵S的细菌B. 用³²P标记噬菌体需先培养含³²P的细菌C.搅拌的目的是让噬菌体外壳与细菌脱离D. 该实验就是证明了DNA是主要遗传物质答案：D
2.关于T₂噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是（ ）A. ³⁵S标记的噬菌体侵染细菌离心后上清液无色B. ³²P标记的噬菌体侵染细菌离心后沉淀物无色C. 保温时间过短会使³²P标记组上清液放射性强D. 该实验能证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质答案：C
3.在T₂噬菌体侵染细菌的实验中，以下相关叙述错误的是（ ）A. 用含³⁵S的培养基培养细菌以标记噬菌体蛋白质B. 用含³²P的培养基培养细菌以标记噬菌体DNAC. 搅拌不充分会导致³⁵S标记组沉淀物放射性低 D. 该实验有力的证明了DNA是噬菌体的遗传物质答案：C
操作步骤第一步:标记大肠杆菌细菌+含35S的培养基含35S的细菌细菌+含32P 的培养基含32P的细菌第二步:标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体实验流程标记大肠杆菌 标记噬菌体 标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌 搅拌离心培养液:上清液(培养液)沉淀物(大肠杆菌+子代噬菌体) 观察放射性
• 用³⁵S标记蛋白质外壳：• 搅拌离心后，上清液放射性高，因噬菌体蛋白质外壳未进入细菌，离心后在上清液。• 沉淀物放射性低，说明细菌内无³⁵S标记蛋白质，蛋白质未参与噬菌体增殖。• 用³²P标记DNA：• 搅拌离心后，沉淀物放射性高，表明被³²P标记的噬菌体DNA进入细菌，随细菌沉淀。• 上清液放射性低，说明噬菌体蛋白质外壳无³²P，即DNA进入细菌指导子代噬菌体合成。• 子代噬菌体检测：用³²P标记DNA的一组，部分子代噬菌体有放射性；³⁵S标记蛋白质外壳的一组，子代噬菌体无放射性。该实验证明，在噬菌体传代中，DNA有连续性，是遗传物质 。
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。DNA是主要的遗传物质
1.思维训练：设计实验方案2.习题练习：做P47课后练习与应用