人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质课文配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质课文配套ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了肺炎链球菌转化实验，噬菌体侵染细菌的实验，肺炎链球菌，阅读并思考讨论，噬菌体侵染细菌过程，如何证明，研究方法，放射性同位素标记技术，标记噬菌体方法，先培养细菌等内容，欢迎下载使用。

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。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
1、你认为遗传物质可能具有什么特点？
遗传物质应储存大量遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定，等等。
将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现，等。
2、你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
阅读课本42页的相关内容，解决以下问题:
（2）20世纪30年代，人们的观点是什么？为什么？
（1）20世纪20年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？
一.对遗传物质的早期推测
①蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。②氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含有遗传信息。
大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代，人们认识到了DNA分子①由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。②脱氧核苷酸有四种，化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
遗憾：对DNA分子的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位；
这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性。
要通过实验证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质，最关键的设计思路是什么？
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，才能确定究竟谁是遗传物质。
DNA是主要的遗传物质的证据
二、肺炎链球菌的转化实验
小鼠、两种肺炎链球菌
荚膜是某些细菌的细胞外的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的可抵抗吞噬，利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
（一）格里菲思的肺炎链球菌（体内）转化实验
肺炎链球菌转化实验过程
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活菌
加热杀死的S型细菌无毒
注射加热杀死的S型活细菌
将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入
1、为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？３、该实验的结论是什么？该实验能否证明DNA是遗传物质？
加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活
第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是部分，R型菌依然存在；
结论：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——
该实验不能证明DNA是遗传物质。
　　　如果你是当时的一位科学家，为了弄清楚这种转化因子到底是什么物质，你该如何设计这个实验？
肺炎链球菌内含有DNA、RNA、蛋白质、脂质等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？
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，才能确定究竟谁是遗传物质；
但是当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质，因此，可以通过酶解法，将物质一个个的排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子，这就是实验设计的“减法原理”（课本P46）
（二）艾弗里的肺炎链球菌（体外）转化实验
培养基R型活细菌、S型细菌的细胞提取物、蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶
如何获得细胞提取物？提取物中含有什么？
　　将加热致死的S型细菌破碎；设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
　　提取物中主要含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA；
S型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂质和RNA、DNA）中含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、脂质和RNA不是促使R型细菌转化为S型细菌的物质
S型细菌的细胞提取物中DNA很可能就是转化因子
艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出的纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
那么，有没有比细菌更为简单的实验材料，还能够把蛋白质和DNA彻底分开？
请大家预习噬菌体侵染细菌的实验
三、T2噬菌体侵染细菌实验
资料：T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。
DNA的元素组成：蛋白质的元素组成：
C. H. O. N. P
C. H. O. N.（S）
C、H、O、N 、P
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
如何单独获得只有35S或32P标记的噬菌体？
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
直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
噬菌体侵染含35S细菌
噬菌体侵染含32P细菌
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
35S标记的噬菌体与细菌混合
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
蛋白质外壳没有进入宿主细胞，蛋白质不是联系亲代和子代噬菌体的物质
在新形成的部分噬菌体中检测到32P
32P标记的噬菌体与细菌混合
噬菌体侵染细菌时，DNA进入宿主细胞中，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传的，DNA才是噬菌体的遗传物质
A. 35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？
B. 32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？
搅拌不充分，仍有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面
a. 保温时间过短，部分噬菌体DNA还未侵染到细菌细胞内；b. 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖，后子代噬菌体释放出来；
1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。 繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。 最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）
3、艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。 赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
DNA是唯一的遗传物质吗？
四、RNA是遗传物质的实验证据
烟草花叶病毒(TMV)是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒（RNA和蛋白质）
少数病毒的遗传物质是RNA
2、极少数生物没有DNA，只有RNA一种核酸，则RNA是遗传物质，如烟草花叶病毒、艾滋病病毒HIV、大多数流感病毒等
五、DNA是主要的遗传物质
1、绝大多数生物以DNA为遗传物质：
就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某个生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA。
2、烟草的遗传物质是什么？
1、动物和人体的遗传物质是什么？
3、细菌的遗传物质是什么？
4、一切生物的遗传物质是什么？
5、病毒的遗传物质是什么？
　　在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”；
　　与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”；例如，艾弗里的肺炎链球菌（体外）转化实验，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；
　　与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；例如，“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FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”与常态比较；
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
滴入2滴FeCl3溶液
比较过氧化氢在不同条件下的分解