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1、第第1 1节节 DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质第3 章20世纪世纪20年代年代20世纪世纪30年代年代 对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希格里菲思格里菲思问题问题1 1：首先利用实验证据提出首先利用实验证据提出DNA是遗传是遗传物质的学者是谁呢？物质的学者是谁呢？蔡斯蔡斯 一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验 （一）体内转化（一）体内转化 1928 1928 格里菲思格里菲思多多糖糖类类荚荚膜膜肺炎肺炎双球菌双球菌S型菌：型菌：菌落光滑菌落光滑（Smooth）、有毒）、有毒性性 ,小鼠：败血病小鼠：败血病R型菌：型菌：菌落粗糙菌落粗糙(Rough
2、)(Rough)、无毒性、无毒性1.1.将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。2 2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症注射到小鼠体内，患败血症死亡。死亡。3 3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不注射到小鼠体内，不死亡。死亡。4 4.将将R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合后注后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。1 1、对比对比1、2组说明组说明R型细菌和型细菌和S型细菌哪种有毒型细菌哪种有毒？2 2、结合导学案所给材料分析，结合导学案所给
3、材料分析，S型菌为何有毒？型菌为何有毒？对比第对比第2 2组，第组，第3 3组中加热杀死的组中加热杀死的S S型菌是否具毒性型菌是否具毒性？1 1、第四组、第四组实验中，小鼠尸体内检测到有毒的实验中，小鼠尸体内检测到有毒的S S型型活菌，是之前的活菌，是之前的S S型菌型菌“复活复活”了吗了吗?2 2、若不是的话，、若不是的话，S S型活菌从何而来？格里菲思型活菌从何而来？格里菲思如如何何解释？解释？3 3.什么什么是是“转化转化”呢？呢？4 4、该实验、该实验能否证明能否证明DNADNA是遗传物质？为什么？是遗传物质？为什么？假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家,怎样设计怎样设计实验实验
4、来证明来证明:转化因子是什么物质转化因子是什么物质?关键的关键的实验设计思路实验设计思路是什么是什么?肺炎肺炎双球菌转化双球菌转化实验实验 （二）体外转化（二）体外转化 1944 1944 艾弗里等艾弗里等S型活细菌型活细菌多糖多糖 脂脂类类 蛋白质蛋白质 RNA DNA DNA+DNA酶酶 分别分别与与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRRSRS(体外转化实验体外转化实验)？DNA是使是使R型菌产生稳定遗传变型菌产生稳定遗传变化的物质化的物质,即即DNA是遗传物质。是遗传物质。思考思考:艾弗里实验的成功之处艾弗里实验的成功之处是什么？是什么？设法设法把把DNADNA、蛋白质、蛋白质、
5、多糖、多糖等物质分开等物质分开，从而单独地、直接地观察从而单独地、直接地观察这些这些物质的物质的作用作用。艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。思维碰撞思维碰撞 二、探究活动：二、探究活动：噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 1952 赫尔赫尔希、蔡斯希、蔡斯噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验蛋白质、蛋白质、DNA2、T2噬菌体噬菌体的生活方式：的生活方式：一一种专门寄生于种专门寄生于大肠杆菌体大肠杆菌体内内的病毒，利用其原料和场所来的病毒，利用其原料和场所来繁殖。繁殖。1、T2噬菌体
6、的化学成分噬菌体的化学成分:（含含C C、H H、O O、N N、S S）（含含C C、H H、O O、N N、P P）用用3232P P标记标记用用3535S S标记标记T2噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入周围的大肠杆菌注入合成组装释放吸附注入合成组装释放吸附赫尔希和蔡斯大胆赫尔希和蔡斯大胆猜想猜想：1 1、蛋白质和蛋白质和DNADNA均进入了细菌体内均进入了细菌体内2 2、蛋白质蛋白质进入了细菌体内进入了细菌体内3 3、DNADNA进入了细菌体内进入了细菌体内第一小组任务：第一小组任务：标记标记标记标记1、赫尔希和蔡斯采用的研究方法是什么？、赫尔希和蔡斯采用的研究方法是什么？2、他们分别选用
7、了什么放射性元素标记了蛋白质、他们分别选用了什么放射性元素标记了蛋白质和和DNA？为什么这样选？用？为什么这样选？用14C和和18O标记可行吗？标记可行吗？能否用能否用32P和和35S标记同一个噬菌体？标记同一个噬菌体？3、如何制备含、如何制备含35S和和32P的噬菌体呢？的噬菌体呢？第二小组任务：第二小组任务：混合混合混合混合1、用被、用被32P或或35S标记的噬菌体分别侵染什么样标记的噬菌体分别侵染什么样的大肠杆菌？的大肠杆菌？2、短时间保温的目的？、短时间保温的目的？3、保温时间过长或过短对实验有何、保温时间过长或过短对实验有何影响？影响？第三小组任务：第三小组任务：搅拌、离心搅拌、离心
8、搅拌、离心搅拌、离心1、搅拌的目的是什么？如果搅拌不充分就会造成部分噬搅拌的目的是什么？如果搅拌不充分就会造成部分噬菌体与细菌未分离，一同到达离心管的上清液还是沉淀物菌体与细菌未分离，一同到达离心管的上清液还是沉淀物中呢？中呢？2、离心的目的是什么？离心的原理是利用什么的不同将、离心的目的是什么？离心的原理是利用什么的不同将噬菌体与细菌噬菌体与细菌分离呢分离呢？3.35S标记一组，沉淀物中为什么有少量放射性？同理标记一组，沉淀物中为什么有少量放射性？同理还还 能能提出什么问题？并解释。提出什么问题？并解释。第四小组任务：第四小组任务：检测检测检测检测1、检测结果显示、检测结果显示35S主要分布
9、在离心管的哪个部主要分布在离心管的哪个部位？位？32P呢？新形成的噬菌体内只检测到了哪种放呢？新形成的噬菌体内只检测到了哪种放射性元素射性元素?2、两组实验的细菌裂解后，新形成的噬菌体有、两组实验的细菌裂解后，新形成的噬菌体有何不同？这一结果说明了什么？何不同？这一结果说明了什么？3、实验结论是什么？、实验结论是什么？探究活动：探究活动：噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验19521952年赫尔希、蔡斯年赫尔希、蔡斯赫尔希和蔡斯实验结论：赫尔希和蔡斯实验结论：DNADNADNADNADNADNA噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞进入到细菌的细胞中，而中，而 仍留在外面。仍留在
10、外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的的 遗传的。遗传的。才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。蛋白质外壳蛋白质外壳设法设法将将DNADNA和蛋白质分开和蛋白质分开，单独地、直接地，单独地、直接地去观察各自的作用。去观察各自的作用。艾弗里实验和赫尔希等人的实艾弗里实验和赫尔希等人的实验设验设 计思路有共同之处吗？为什么计思路有共同之处吗？为什么赫尔希等人的实验结论对支持赫尔希等人的实验结论对支持DNA是遗是遗传物质更有说服力？传物质更有说服力？科学成果的取得必须有技术的支持，技术发展需要以科科学成果的取得必须有技术的支持，技术发展需要以科学原理为
11、基础，科学与技术是相互支持、相互促进的学原理为基础，科学与技术是相互支持、相互促进的。所有生物的遗传物质都是所有生物的遗传物质都是DNADNA吗吗？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？如果你是科学家，如果你是科学家，请设计实验证明烟草请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？花叶病毒的遗传物质是什么？背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成组成的，在感染烟草时，的，在感染烟草时，会出现致病斑。会出现致病斑。三、三、烟草花叶病毒感染实验（格勒和施拉姆）烟草花叶
12、病毒感染实验（格勒和施拉姆）结论：结论：RNARNA是是烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质四四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质生物类型生物类型细胞生物细胞生物病毒病毒原核生物原核生物真核生物真核生物DNADNA病毒病毒 RNARNA病毒病毒核酸类型核酸类型遗传物质遗传物质绝大多数生物绝大多数生物（细胞生物和（细胞生物和DNADNA病毒）遗传物病毒）遗传物质为质为DNADNA，只有少数，只有少数RNARNA病毒遗传物质为病毒遗传物质为RNARNA，故，故DNADNA为主要遗传物质。为主要遗传物质。DNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNARNAR
13、NADNADNADNADNADNADNARNARNA2噬菌体在繁殖过程中利用的原料是（）A噬菌体的核苷酸和氨基酸 B噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸C细菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸3.判断正误：(1)本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的()(2)本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA()(3)实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性()(4)在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质()1：噬菌体的各种性状能传递给后代是通过（）A噬菌体的DNA B细菌的DN
14、A C噬菌体的蛋白质 D细菌的核糖体AC 4.用15N、32P、35S标记噬菌体，让其去侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为（）A可在外壳中找到15N、35S B可在DNA中找到15N、32PC可在外壳中找到15N D可在外壳中找到15N、32P、35SB5.用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温、搅拌、离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，对于沉淀物中含有少量的放射性的正确解释是()A.经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上 B.离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中C.T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S D.少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内A6.某科学家用噬菌体侵染大肠杆菌，并用同位素32P和35S作了如下标记：（2）子代噬菌体的外壳上将会含有上述_ 元素,原因是 。（1）子代噬菌体的DNA分子中将会含有上述的 _ 元素,原因 是 。子代噬菌体的子代噬菌体的DNA分子进入了细菌内分子进入了细菌内,并利用细菌的原料合成新的噬菌体。并利用细菌的原料合成新的噬菌体。子代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。子代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。32P 和和31P 35S