資源簡介

(共36張PPT)
Which one
do you want
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論
體驗探究生物遺傳物質(zhì)的實驗思路
掌握噬菌體侵染細(xì)菌實驗的方法、過程和結(jié)論
分析比較三大實驗方法和結(jié)論
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1
2
3
4
對遺傳物質(zhì)的早期推測
20世紀(jì)20年代，人們認(rèn)識到人體內(nèi)的蛋白質(zhì)是由20種氨基酸通過脫水縮合而來，而且氨基酸多種多樣的排列順序中可能蘊(yùn)藏著遺傳信息。
對遺傳物質(zhì)的早期推測
20世紀(jì)30年代，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)DNA由4種脫氧核糖核苷酸連接而成。但沒有引起足夠的重視。“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)”的看法依然占主導(dǎo)地位。
A
腺嘌呤脫氧核苷酸
鳥嘌呤脫氧核苷酸
胞嘧啶脫氧核苷酸
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
G
C
T
蛋白質(zhì)
DNA
20世紀(jì)中葉，染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成已經(jīng)為人們所知，但是對于誰是遺傳物質(zhì)仍然存在爭議。
對遺傳物質(zhì)的早期推測
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗
項目 S型細(xì)菌 R型細(xì)菌
菌落
菌體
有無毒性
表面光滑
表面粗糙
有
無
多糖類的莢膜
1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：
（1928年，格里菲思）
注射
R型活細(xì)菌
小鼠不死亡
第一組
注射
S型活細(xì)菌
小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌
第二組
注射
加熱致死的S型細(xì)菌
小鼠不死亡
第三組
小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌
第四組
將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射
加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”
這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？
①對比第一、二組的實驗現(xiàn)象，這說明了什么？
④什么使活R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成活的S型細(xì)菌？
由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用。
活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細(xì)菌。
加熱殺死的S型細(xì)菌使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
②第四組小鼠為什么會死亡呢？
③第四組活的S型細(xì)菌如何出現(xiàn)？
S型活細(xì)菌會使小鼠死亡。
結(jié)論
1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：
多糖
脂質(zhì) 蛋白質(zhì)
RNA DNA……
多糖
蛋白質(zhì)
RNA
DNA
脂質(zhì)
S型細(xì)菌
關(guān)鍵思路：把S型細(xì)菌的各種物質(zhì)分開，單獨(dú)的、直接的觀察它們的作用。
要確定“轉(zhuǎn)化因子”是什么，關(guān)鍵思路是什么？
有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基
S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物
第一組
+
S型細(xì)菌
R型細(xì)菌
有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液
S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液
第二至四組
+
S型細(xì)菌
R型細(xì)菌
混合
混合
有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液
S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液
第五組
+
混合
只長R型細(xì)菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
2.肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗：
該實驗的設(shè)計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？
“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
遵循單一變量原則和對照原則。
其巧妙之處在于：運(yùn)用“減法原理”，即在每個實驗組人為去除某個影響因素后，觀察實驗結(jié)果的變化。
最大的困難是：如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）
結(jié)論
1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。
思考：有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)去觀察它們的作用呢？
對遺傳物質(zhì)的早期推測
肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
此處添加詳細(xì)文本描述，建議與標(biāo)題相關(guān)并符合整體語言風(fēng)格，語言描述盡量簡潔生動。
蛋白質(zhì)的組成元素：
DNA的組成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有DNA。
1.噬菌體的結(jié)構(gòu)
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
（含S）
（含P）
——用32P標(biāo)記
——用35S標(biāo)記
2.噬菌體侵染細(xì)菌的過程：
吸附
注入
合成
組裝
釋放
T2噬菌體只提供遺傳物質(zhì)(DNA)作為模板，脫氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大腸桿菌提供。
實驗方法：
實驗過程：
標(biāo)記的T2噬菌體
侵染大腸桿菌
攪拌
離心并檢測放射性
檢測子代噬
菌體的放射性
結(jié)果應(yīng)該是怎樣？
實驗思路：
將蛋白質(zhì)和DNA完全分開，單獨(dú)觀察他們的作用
32P
35S
放射性同位素標(biāo)記法。（分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA）
先標(biāo)記細(xì)菌在標(biāo)記噬菌體
3.赫爾希和蔡斯的實驗過程
分別用35S或32P標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合
經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細(xì)菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
32P標(biāo)記的噬菌體
35S標(biāo)記的噬菌體
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌體中無35S
子代噬菌體中含32P
35S標(biāo)記的實驗 32P標(biāo)記的實驗
標(biāo)記部位
放射性情況 上清液
沉淀物
有無放射性原因
蛋白質(zhì)
很高
DNA
很低
蛋白質(zhì)未進(jìn)入細(xì)菌中
DNA進(jìn)入細(xì)菌中
很高
很低
實驗結(jié)果：
實驗結(jié)論：
子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，因此，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。
用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合
經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細(xì)菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
回看
實驗中采用攪拌和離心等手段，目的是：
僅有圖上的實驗過程， (能或不能)說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，原因是 。
讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離。
不能
蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)
用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合
經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細(xì)菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
回看
35S標(biāo)記的實驗發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，離心時隨細(xì)菌到沉淀物中。
32P標(biāo)記的實驗發(fā)現(xiàn)上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細(xì)菌；
培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。
肺炎雙球菌 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 肺炎雙球菌 體外轉(zhuǎn)化實驗 噬菌體侵
染細(xì)菌實驗
實驗者
思路 分離方式
結(jié)論以及各實驗的關(guān)系
設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)地研究它們遺傳功能。
證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。
直接分離:
分別加入到R型菌中
同位素標(biāo)記法：
標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)
更有力地說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
格里菲思
艾弗里
赫爾希和蔡斯
加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”,是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)。
能否說明DNA是自然界所有生物的遺傳物質(zhì)？
三個經(jīng)典實驗對比
對遺傳物質(zhì)的早期推測
肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)
RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)
蛋白質(zhì)
RNA
分別侵染健康煙草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
煙草花葉病毒組分單獨(dú)侵染煙草實驗
煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
：
TMV 2
RNA 2
蛋白質(zhì) 2
蛋白質(zhì) 1+RNA 2
TMV 2
TMV 1
RNA 1
蛋白質(zhì) 1
蛋白質(zhì) 2+RNA 1
TMV 1
煙草花葉病毒重建實驗示意圖
煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
：
拓 展
對遺傳物質(zhì)的早期推測
肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗
噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)
生物的遺傳物質(zhì)
【歸納】不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)
生物類型 核酸種類 遺傳物質(zhì) 實例
有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 玉米、小麥、人
原核生物 乳酸菌、藍(lán)藻
無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物 DNA病毒 DNA DNA T2噬菌體
RNA病毒 RNA RNA 煙草花葉病毒
DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
1、下列關(guān)于肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述，正確的是(　　)
A.加熱致死的S型細(xì)菌中DNA全部失去活性
B.加熱致死的S型細(xì)菌能使小鼠死亡
C.加入S型細(xì)菌的DNA后，只有部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌
D.在轉(zhuǎn)化過程中，加熱致死的S型細(xì)菌中的DNA沒有進(jìn)入R型活細(xì)菌中
隨堂檢測
答案　C
解析　加熱致死的S型細(xì)菌的DNA在溫度降低后仍有活性，仍能起作用，A錯誤；加熱致死后的S型細(xì)菌不能使小鼠死亡，B錯誤；加入S型細(xì)菌的DNA后，只有部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌，C正確；在轉(zhuǎn)化過程中，加熱致死的S型細(xì)菌中的DNA進(jìn)入R型活細(xì)菌中，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，D錯誤。
2、某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了如圖所示的實驗，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A.35S標(biāo)記的是DNA
B.圖示實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)
C.上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高
D.沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中的攪拌程度無關(guān)
答案　B
解析　35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，A錯誤；由于蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入大腸桿菌，沒有標(biāo)記DNA，所以不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，B正確；35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，T2噬菌體侵染大腸桿菌時，蛋白質(zhì)外殼留在大腸桿菌外表面，經(jīng)攪拌后與大腸桿菌分開，所以上清液a中放射性很高，沉淀物b中放射性很低，C錯誤；②過程中攪拌的目的是將蛋白質(zhì)外殼和大腸桿菌分開，若攪拌不充分，則會導(dǎo)致部分吸附在大腸桿菌上的蛋白質(zhì)外殼隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中放射性偏高，D錯誤。
3、下列對遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述，錯誤的是(　　)
A.因氨基酸多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息，最初認(rèn)為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)
B.在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是發(fā)生了基因重組
C.T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗更有說服力，是因為將蛋白質(zhì)與DNA完全分開研究
D.格里菲思發(fā)現(xiàn)R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌后，提出DNA是遺傳物質(zhì)
答案　D
解析　最初認(rèn)為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)是因為推測氨基酸多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息，A正確；在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的實質(zhì)是發(fā)生了基因重組，B正確；T2噬菌體侵染大腸桿菌時只有DNA進(jìn)入大腸桿菌，其蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外，導(dǎo)致DNA和蛋白質(zhì)徹底分開，因此該實驗更有說服力，C正確；格里菲思發(fā)現(xiàn)R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌后，提出了S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，D錯誤。
謝謝觀看！

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