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1、1提出提出“遗传遗传因子因子”,并,并总结总结遗传遗传规律规律孟德尔2把把“遗传因遗传因子子”命名为命名为约翰逊3提出提出萨 顿4实验证实验证明明摩尔根科学家发科学家发现:染色现:染色体的主要体的主要组成成分组成成分是是 5蛋白质“是DNA”DNA和和蛋白质蛋白质基因基因基因在染基因在染色体上的色体上的假说假说基因位基因位于染色于染色体上体上第3章基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质一、学习目标一、学习目标1.1.通过分析肺炎链球菌的体内和体外转化实验,通过分析肺炎链球菌的体内和体外转化实验,感知感知DNADNA是遗传物质的探索历程是遗传物质的探索历程2.通过模拟艾弗里的实验,学习实验自变
2、量控制中的通过模拟艾弗里的实验,学习实验自变量控制中的“减法原减法原理理”和和“加法原理加法原理”3.通过分析噬菌体侵染细菌实验,体验进一步确定通过分析噬菌体侵染细菌实验,体验进一步确定DNA是遗传是遗传物质的实验过程物质的实验过程4.举例说明举例说明DNA是主要的遗传物质的原因是主要的遗传物质的原因遗传物质应该具有什么特点?遗传物质应该具有什么特点?1.1.能控制性状能控制性状4 4.结构相对稳定结构相对稳定3.3.能从亲代传给子代能从亲代传给子代2.2.蕴含大量的遗传信息蕴含大量的遗传信息人们认识到 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。2 0世纪2 0代2 0世 纪3 0年 代没
3、发现其他大分子有类似的结构特点。是生物体的遗传物质对DNA结构没有清晰认识。是遗传物质的观点仍占主导地位一、对遗传物质的早期推测蛋白质蛋白质自主学习:阅读课本42页了解早期人们对遗传物质的推测及观点拓展资料拓展资料:当时美国生物化学家列文提出四核苷假说:四个互不相同的核苷酸连:当时美国生物化学家列文提出四核苷假说:四个互不相同的核苷酸连接构成四核苷酸,四核苷酸连接组成接构成四核苷酸,四核苷酸连接组成DNA,认为,认为DNA链是单调重复的分子。这个链是单调重复的分子。这个假说深入人心,阻碍了人们认识的脚步。假说深入人心,阻碍了人们认识的脚步。结构决定功能思考:早期认为思考:早期认为DNA不是遗传
4、物质的原因是什么不是遗传物质的原因是什么?DNADNA是遗传物质的证据的三个实验是遗传物质的证据的三个实验格里菲思的格里菲思的肺炎链球菌肺炎链球菌体内转化实验体内转化实验艾弗里的艾弗里的肺炎链球菌肺炎链球菌体外转化实验体外转化实验肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验1(1)(2)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验220世纪世纪20年代,欧洲肺炎盛行,死亡率很高,格里菲思是英国卫生部的一名官员,年代,欧洲肺炎盛行,死亡率很高,格里菲思是英国卫生部的一名官员,他从患者的痰液里提取出两种类型的细菌,以小鼠为实验材料,做了四组实验,研他从患者的痰液里提取出两种类型的细
5、菌,以小鼠为实验材料,做了四组实验,研究了两种细菌的致病性强弱究了两种细菌的致病性强弱。格里菲思格里菲思(一)实验背景(一)实验背景二、格里菲思的体内转化实验二、格里菲思的体内转化实验不死亡不死亡死亡死亡不死亡不死亡死亡死亡注射注射R R型型活细菌活细菌注射注射S S型型活细菌活细菌注射加热注射加热致死的致死的S S型型细菌细菌将将R R型活细菌与加型活细菌与加热致死的热致死的S S型细菌型细菌混合后注射混合后注射二、格里菲思的体内转化实验二、格里菲思的体内转化实验第二组第一组第三组第四组1.通过阅读课本通过阅读课本43页第二段总结两种肺炎链球菌的特点,完成学案上的表格页第二段总结两种肺炎链球
6、菌的特点,完成学案上的表格 类型有无荚膜菌落(光滑、粗糙)有无致病性S型细菌 R型细菌 类型类型有无荚膜有无荚膜菌落(光滑、菌落(光滑、粗糙)粗糙)有无有无致病性致病性S S型细菌型细菌有多糖荚膜有多糖荚膜 光滑光滑 有有 R R型细菌型细菌无无 粗糙粗糙 无无1.通过阅读课本通过阅读课本43页第二段并且分析第一组和第二组的实验现象总结两种肺炎页第二段并且分析第一组和第二组的实验现象总结两种肺炎链球菌的特点,完成下列表格链球菌的特点,完成下列表格一、格里菲思的体内转化实验一、格里菲思的体内转化实验不死亡不死亡死亡死亡不死亡不死亡死亡死亡注射注射R R型型活细菌活细菌注射注射S S型型活细菌活细
7、菌注射加热注射加热致死的致死的S S型型细菌细菌将将R R型活细菌与型活细菌与加热致死的加热致死的S S型型细菌混合后注射细菌混合后注射2.2.第二、第三组实验说明了什么?第二、第三组实验说明了什么?分析实验,完成学案上的第分析实验,完成学案上的第2到第到第6题,先独立完成再讨论(题,先独立完成再讨论(4分钟)分钟)加热杀死的加热杀死的S S型细菌失去致病性型细菌失去致病性不死亡不死亡死亡死亡不死亡不死亡死亡死亡注射注射R R型型活细菌活细菌注射注射S S型型活细菌活细菌注射加热注射加热致死的致死的S S型型细菌细菌将将R R型活细菌与型活细菌与加热致死的加热致死的S S型型细菌混合后注射细菌
8、混合后注射5.结论:结论:加热杀死的加热杀死的S型细菌中,含有某种促使型细菌中,含有某种促使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌的活性物质型细菌的活性物质 。转化因子转化因子3.第四组实验从死亡小鼠体内分离出的第四组实验从死亡小鼠体内分离出的S型活菌是怎么来的?型活菌是怎么来的?4.从第四组实验的小鼠尸体中分离出来的有致病性的从第四组实验的小鼠尸体中分离出来的有致病性的S型活细菌,其后代也是型活细菌,其后代也是有致病性的有致病性的S型细菌,可以得出什么结论?型细菌,可以得出什么结论?这种转化能稳定遗传这种转化能稳定遗传多糖脂质 蛋白质RNA DNAS型细菌6.6.这种转化因子到底是什么物质?通过
9、分析这种转化因子到底是什么物质?通过分析S型细菌的结构和成分设型细菌的结构和成分设计实验进行探究计实验进行探究先独立思考先独立思考然后再然后再小组讨论(小组讨论(3分钟)分钟)(1)设计思路)设计思路:。(2)做出假设)做出假设 是转化因子(是转化因子(3)设计)设计实验:实验:(提醒:自变量如何处理,需要遵循什么原则,结果如何检测或观察)(提醒:自变量如何处理,需要遵循什么原则,结果如何检测或观察)多糖脂质 蛋白质RNA DNA多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌设计思路设计思路:。1.1.这种转化因子到底是什么物质?通过分析这种转化因子到底是什么物质?通过分析S型细菌的结构和成分说型细菌的结
10、构和成分说出你的猜测?出你的猜测?三、艾弗里体外转化实验三、艾弗里体外转化实验分离提纯分离提纯S型细菌的型细菌的蛋蛋白白质质多多糖糖脂脂质质RNA DNA分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRSRSRRR通过该实验,证明了什么?通过该实验,证明了什么?DNA是遗传物质是遗传物质而蛋白质不是而蛋白质不是三、三、艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验R R型细菌型细菌S S型细菌型细菌混合混合有有R R型型细菌的细菌的培养基培养基S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取物提取物(1)结论结论:加热杀死的加热杀死的S型细菌的细胞提取物中有转化因子型细菌
11、的细胞提取物中有转化因子三、三、艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验R R型细菌型细菌S S型细菌型细菌混合混合蛋白酶(或蛋白酶(或RNARNA酶、酯酶)酶、酯酶)混合混合DNADNA酶酶有有R R型型细菌的细菌的培养基培养基S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取物提取物有有R R型型细菌的细菌的培养基培养基S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取物提取物R R型细菌型细菌(3 3)艾弗里的第二到第四组实验里用到的蛋白酶、艾弗里的第二到第四组实验里用到的蛋白酶、RNA酶、酯酶的作用分别是什么?实验说酶、酯酶的作用分别是什么?实验说明了什么?明了什么?(4)第五
12、组实验的第五组实验的DNADNA酶作用是什么?由此得出什么结论?酶作用是什么?由此得出什么结论?去除蛋白质、去除蛋白质、RNA、脂质、脂质去除去除DNA DNA 是使是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌产生稳定遗传变化的物质。(2)控制自变量的方法是:减法原理减法原理肺炎链球菌的体外转化实验基因重组R型细菌转化为S型细菌的本质:S型细菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型细菌X基因吸附在R型细菌表面X基因进入R型细菌重组R型细菌转化成S型细菌课外拓展噬菌体结构模式图三、噬菌体侵染细菌实验三、噬菌体侵染细菌实验1.T21.T2噬菌体的结构:头部和尾部的外壳由噬菌体的结构:头部和尾部
13、的外壳由 构成,头部构成,头部含有含有 。细胞结构,是一种细胞结构,是一种 生物,营生物,营 生活,生活,T T2 2噬菌体只能侵染噬菌体只能侵染 ,而不能侵染其他细菌。,而不能侵染其他细菌。2.T2噬菌体的噬菌体的繁殖过程:吸附、注入繁殖过程:吸附、注入 、合成、组装、释放、合成、组装、释放病毒病毒寄生寄生DNA无无蛋白质蛋白质大肠杆菌大肠杆菌遗传物质遗传物质结合课本结合课本45页第一段完成学案上以下内容:页第一段完成学案上以下内容:(一)实验材料:噬菌体和大肠杆菌(一)实验材料:噬菌体和大肠杆菌三、噬菌体侵染细菌实验三、噬菌体侵染细菌实验2.T2噬菌体的繁殖过程噬菌体的繁殖过程1.研究方法
14、:研究方法:(二)探究过程(二)探究过程2.蛋白质外壳和蛋白质外壳和DNA的元素组成分别是什么?用什么元素来标记?的元素组成分别是什么?用什么元素来标记?蛋白质元素组成:蛋白质元素组成:C C、H H、O O、N N、S SDNADNA元素组成:元素组成:C C、H H、O O、N N、P P用用3535S S标记噬菌体的外壳、用标记噬菌体的外壳、用3232P P标记噬菌体的标记噬菌体的DNADNA同位素标记法同位素标记法赫尔希和蔡斯的实验过程(2)将标记的噬菌体与细菌混合保温培养的时间有什么要求?为什么?)将标记的噬菌体与细菌混合保温培养的时间有什么要求?为什么?短时间保温,培养时间过短,部
15、分噬菌体还未侵染细菌;短时间保温,培养时间过短,部分噬菌体还未侵染细菌;培养时间过长,部分子代噬菌体已经释放。培养时间过长,部分子代噬菌体已经释放。(1)如何得到如何得到3535S、3232P标记的噬菌体呢?能不能用含标记的噬菌体呢?能不能用含3535S或或3232P的培养基直接培养噬菌体?为什么?的培养基直接培养噬菌体?为什么?先用先用3535S S的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌,得到带得到带3535S S标记的大肠杆菌再培养噬菌体,从而得到标记的大肠杆菌再培养噬菌体,从而得到3535S S的噬菌体的噬菌体.得到得到3232P P的噬菌体方法同上的噬菌体方法同上(3)搅拌的作用是什
16、么?)搅拌的作用是什么?(4)离心的目的是什么?)离心的目的是什么?使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离让让上上清清液液中中析析出出质质量量较较轻轻的的T2T2噬噬菌菌体体颗颗粒粒,而而离离心心管管的的沉沉淀淀物物中中留留下下被被侵侵染的大肠杆菌染的大肠杆菌(5)用用3535S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,沉淀物为什么也有较低的放射性?标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,沉淀物为什么也有较低的放射性?(6)用用3232P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,上清液中为什么也有较低的放射性?标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,上清液中为什么也有较低的放射性?(7)噬菌体在
17、大肠杆菌体内复制过程所用的模板、原料、工具、能量各来自哪里?噬菌体在大肠杆菌体内复制过程所用的模板、原料、工具、能量各来自哪里?培养时间过短,部分噬菌体还未侵染细菌;培养时间过短,部分噬菌体还未侵染细菌;培养时间过长,部分子代噬菌体已经释放。培养时间过长,部分子代噬菌体已经释放。搅拌不充分搅拌不充分模板:模板:DNA来自噬菌体来自噬菌体 原料:氨基酸和核苷酸原料:氨基酸和核苷酸来自大肠杆菌,工具:酶来自大肠杆菌,核糖体来自大肠杆菌,工具:酶来自大肠杆菌,核糖体来自大肠杆菌来自大肠杆菌 能量:能量:ATP来自大肠杆菌来自大肠杆菌【任务五】【任务五】已知完整的已知完整的烟草花叶病毒可引发正常烟草出
18、现病斑;用其烟草花叶病毒可引发正常烟草出现病斑;用其蛋白质蛋白质感染烟感染烟草,烟草不出现病斑;用其草,烟草不出现病斑;用其RNA感染烟草,烟草却出现病斑。你能得出什么结论?感染烟草,烟草却出现病斑。你能得出什么结论?【总结】【总结】绝大多数生物(真核生物、原核生物和绝大多数生物(真核生物、原核生物和DNA病毒)的遗传物质是病毒)的遗传物质是 ,极少数极少数生物(生物(RNA病毒)的遗传物质是病毒)的遗传物质是 。因为绝大多数生物的遗传物质是。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说,所以说DNADNA是是 遗传物质。遗传物质。生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝藻无细胞结构的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒1提出提出“遗传遗传因子因子”,并,并总结总结遗传遗传规律规律孟德尔2把把“遗传因遗传因子子”命名为命名为基因基因约翰逊3提出提出基因基因在染色体在染色体上的假说上的假说萨 顿4实验证实验证明明基因基因位于染位于染色体上色体上摩尔根5总结用的实验材料:总结用的实验材料:用的实验技术:用的实验技术:艾弗里格里菲思豌豆豌豆 蝗虫蝗虫 果蝇果蝇 细菌细菌 病毒病毒杂交实验杂交实验 显微镜观察显微镜观察 分离和提纯技术分离和提纯技术 同位素标记法同位素标记法赫尔希赫尔希