【公开课课件】3.1DNA是主要的遗传物质课件、高一下学期生物人教版必修2

1、孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了豆实验证明了生物的性状是生物的性状是由基因控制。由基因控制。摩尔根通过摩尔根通过果蝇实验证果蝇实验证明基因位于明基因位于染色体上。染色体上。科学家发现染色科学家发现染色体主要组成成分：体主要组成成分：DNADNA和蛋白质和蛋白质生物体的遗传物质是生物体的遗传物质是DNA还是还是蛋白质蛋白质呢呢？考纲考情扫描第一节第一节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 解 读 课 标能力层级素养目标1.通过遗传物质的发现历程，理解生命的延续和发展；理解能力生命观念2.通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力；理解能力科学思维3.通过同位

2、素标记法在实验中的应用，培养实验设计及对结果分析的能力实验探究能力科学探究4.认同技术发展对科学研究的推动作用，严谨的科学精神、科学态度是成功的关键社会责任 【教学过程】Teaching Process1.概念图3.教学总结、综合2.课堂教 学内容4.高考在线肺炎链球菌的转化实验典例分析噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒侵染实验 特点类型菌落荚膜毒性S型_R型_光滑有有粗糙无无一、肺炎链球菌的体内转化实验一、肺炎链球菌的体内转化实验（一）肺炎链球菌（一）肺炎链球菌过程与现象结论1.R型活细菌2.S型活细菌3.加热杀死的S型细菌4.R型活细菌+加热杀死的S型细菌 说明R型细菌无毒，S型细菌有毒； 说

3、明加热杀死的S型细菌无毒； 说明R型细菌转化为S型细菌。注射注射混合注射小鼠不死亡死亡，分离出_死亡，分离出S型活细菌S型活细菌不死亡1、22、31、3、4注射（二）体内转化实验（二）体内转化实验1.在体内转化实验中，如果没有第三组实验，能否得出格里菲思的结论？为什么？答案：不能。因为无对照实验，不能说明加热致死的S型细菌中含有促使R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。答案：四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同。2. 完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？合作探究：3.请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热致死的S型细菌

4、、小鼠等为实验材料。设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期实验结果及结论。答案：将加热致死的S型细菌体内物质分离，分别得到蛋白质和DNA。将分离得到的S型细菌蛋白质和DNA分别与R型细菌混合一段时间后，再分别注射甲、乙两组小鼠，观察两组小鼠的存活情况。实验结果及结论：甲组小鼠不死亡，乙组小鼠死亡，并在乙组小鼠体内发现S型活细菌，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。1.S型细菌加热死亡实质是什么？ 加热使生命活动的承担者蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止，加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持

5、其作为遗传物质的功能。2.第四组试验中为什么不是R型菌的基因突变？怎么排除呢？重复试验1、4组，获得相同的实验结果深入思考（三）艾弗里的肺炎链球菌转化实验组别处理步骤结果结论1 1S S型细菌的细胞提取物，型细菌的细胞提取物，不做处理不做处理加入加入R R型活细型活细菌的培养基中，菌的培养基中，混合后培养混合后培养2 2S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物+ +蛋白酶蛋白酶3 3S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物+RNA+RNA酶酶4 4S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物+ +酯酶酯酶5 5S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物+DNA+DNA酶酶R+SR+SR+SR

6、+SRDNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。问3.体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？问4：所有的R型细菌都能被转化? 答案：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态(感受态产生了细胞壁自溶素，细胞壁局部缺失) 等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。 答案：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。合作探究：5.肺炎链球菌两个转化实验的比较 体内转化实验体外转化实验科学家格里菲思艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内培养基(体外)实验原理S型细菌

7、可以使人患肺炎或使小鼠患败血症每个实验组特异性地去除了一种物质，研究其是否具备转化作用实验原则R型细菌与S型细菌的毒性进行对照各个实验组相互对比，从而鉴定出DNA是遗传物质合作探究：结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落类型实验结论S型细菌体内有转化因子S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质联系所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎链球菌体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA实验设计都遵循对照原则和单一变量原则转化的实质: S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。3.S

8、3.S型细菌和型细菌和R R型细菌转化的实质型细菌转化的实质是什么？是什么？整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物都是荚膜多糖（ ）深入思考1.加法原理与常态比较，人为增加某种影响因素。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，实验组分别作加热、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。2.减法原理与常态比较，人为去除某种影响因素。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。特别提醒1：自变量控制中的”加法原理”和“减法原理” 二、二、 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验_，组成元素：组成元素：_，组成元素：组成元素

9、：_DNADNAC C、H H、O O、N N、P P蛋白质蛋白质C C、H H、O O、N N、S S等等1 实验方法：_，用_标记噬菌体蛋白质，_标记噬菌体的DNA。2 实验思路：将_与蛋白质等分开，_、_去观察它们各自的作用。放射性同位素标记法 35S32P DNA单独地直接地3 实验材料：(1)噬菌体的结构 (2)噬菌体的复制与增殖增殖需要的条件内容模板_的DNA合成噬菌体DNA原料_提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料_场所大肠杆菌的核糖体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸高低 没有 存在 高低 4 4、实验过程及结果、实验过程及结果实验结果分析：实验结果分析：第一组第一组 实验实验

10、第二组第二组 实验实验 亲代亲代噬菌体噬菌体有有3232P P标记标记的的DNADNA有有3535S S标记的标记的蛋白质蛋白质 宿主宿主细胞内细胞内有有3232P P标记标记DNADNA无无3535S S标记标记的蛋白质的蛋白质 子代子代噬菌体噬菌体有有3232P P标记标记DNADNA无无3535S S标记的标记的蛋白质蛋白质实验实验结论结论DNA DNA 进入到进入到细菌中，蛋细菌中，蛋白质外白质外壳留在外壳留在外面。面。DNADNA才是真正才是真正的遗传物质的遗传物质 1.为什么选择35S和32P分别对蛋白质和DNA标记？如果选择14C和18O进行物质标记是否可行?培培养养大肠杆菌S的

11、培养液35获获得得 S的大肠杆菌35培培养养噬菌体获获得得 S的噬菌体35培培养养大肠杆菌 P的培养液32获获得得 P的大肠杆菌32培培养养噬菌体获获得得 P的噬菌体32 S只存在于蛋白质中，而P几乎全部存在于DNA中，不可选择14C和18O进行物质标记，因为会同时标记DNA和蛋白质，无法将DNA和蛋白质区分开。2.如何得到35S的噬菌体和32P的噬菌体？合作探究：3.3.实验过程中搅拌的目的什么？实验过程中离心的目的实验过程中搅拌的目的什么？实验过程中离心的目的是什么？是什么？搅拌目的:让吸附在细菌外面的蛋白质壳与细菌分离离心的目的:让上清液中析出较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的

12、大肠杆菌；4.4.用用3232P P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因？的原因？保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。射性。由于搅拌不充分，有少量含由于搅拌不充分，有少量含3535S S的噬菌体吸

13、附在细菌表的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。面，随细菌离心到沉淀物中。 5.5.用用35S35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因？性的原因？深入思考(源于必修2 P45)(1)搅拌、离心的目的在于_ 。(2)某科研小组搅拌、离心后的实验数据如图所示，则： 阐述基本原理，突破长句表达 图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是_ 。细胞外的32P含量有30%，原因是 。 上 清 液 中 的3 5S 先 增 大 后 保 持 在 8 0 % 左 右 ， 原 因 是_ 。把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性对照

14、组，以证明细菌未裂解作为有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌大约有20%的噬菌体没有与细菌分离8.8.分析子代放射性标记分析子代放射性标记用噬菌体侵染用噬菌体侵染3535S S标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌用噬菌体侵染用噬菌体侵染3232P P标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌用用3535S S和和3232P P标记的噬菌体侵染大肠杆菌标记的噬菌体侵染大肠杆菌用用3535S S标记的噬菌体侵染标记的噬菌体侵染3232P P标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌用用3232P P标记的噬菌体侵染标记的噬菌体侵染3535S S标记的大肠杆菌标记的大肠杆菌若用若用 1414C C、3 3H H、1515N N 等标记细菌

15、而噬菌体未标记，在子等标记细菌而噬菌体未标记，在子代噬菌体的标记情况？代噬菌体的标记情况？子代噬菌体子代噬菌体都都含有含有3535S S子代噬菌体子代噬菌体都都含有含有3232P P部分部分子代噬菌体含有子代噬菌体含有3232P P，所有均不含，所有均不含3535S S子代噬菌体子代噬菌体都都含有含有3232P P，不含有，不含有3535S S部分部分子代噬菌体含有子代噬菌体含有3232P P，全部全部含有含有3535S S子代噬菌体蛋白质和子代噬菌体蛋白质和 DNA DNA 均可找到标记元素。均可找到标记元素。（TMVTMV）RNA蛋白质蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现

16、病斑实验结果实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA。1957年，格勒和施拉姆的烟草花叶病毒（TMV）的感染实验 (1)侵染实验三三 、烟草花叶病毒感染烟叶实验烟草花叶病毒感染烟叶实验A病毒B病毒（2）烟草花叶病毒的重建实验感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草 是主要的遗传物质，因为实验证明 生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类_DNA和RNA体内碱基种类_种 种 种体内核苷酸种类 种 种 种遗传物质_实例噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人DNA或RNADNA和RNA455488D

17、NA或RNADNADNADNA绝大多数特别提醒2：不同生物的遗传物质四四、DNADNA作为遗传物质所具备的特点作为遗传物质所具备的特点具有相对的稳定性能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育在特定条件下产生可遗传的变异(1)同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。(2)病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。(3)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DN

18、A水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“有”，则其遗传物质不是DNA，若“否”，则其遗传物质可能是DNA。特别提醒3：探究遗传物质的方法例、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为例、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNARNA病毒和病毒和DNADNA病毒病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大病毒病毒两种类型。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。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