第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1.遺傳物質(zhì)的探究歷程：①科學(xué)史；②遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)； ③對(duì)遺傳規(guī)律的早期推測(cè)2.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)： ①體內(nèi)轉(zhuǎn)化（格里菲思）；②體外轉(zhuǎn)化（艾弗里） 3.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 4.煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)
課堂引入——遺傳物質(zhì)的探究歷程
遺傳學(xué)的大佬們（約300年前）
我就很牛啊朋友們?。?！
大佬說(shuō)得對(duì)！孟粉永相隨!
嘿嘿嘿 怪不好意思的 ~,孟大神我直接路轉(zhuǎn)粉?。?！
孟德?tīng)枺喊l(fā)表《植物雜交實(shí)驗(yàn)》
人們就已經(jīng)觀察到了染色體、細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂。
薩頓：提出基因在染色體上的假說(shuō)
摩爾根：證明了基因在染色體上
格里菲斯和艾弗里：證明遺傳物質(zhì)是DNA，而非蛋白質(zhì)
赫爾希和蔡斯：用噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)
通過(guò)豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由遺傳因子控制。
通過(guò)對(duì)蝗蟲(chóng)細(xì)胞觀察得出假說(shuō)
　　20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問(wèn)題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。
你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？你認(rèn)為要想說(shuō)明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？
問(wèn)題探討——遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)
①能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性 ；②能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程；③能貯存大量遺傳信息；④結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但又能產(chǎn)生可遺傳的變異。
一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)——①蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)
蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)
一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)—②DNA是生物體的遺傳物質(zhì)（占少數(shù)）
蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位
對(duì)DNA結(jié)構(gòu)了解不清晰
二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——①格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
小鼠和兩種肺炎鏈球菌
菌落：是由單個(gè)細(xì)菌在適宜固體培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)繁殖到一定程度，形成的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞種群。
莢膜：某些細(xì)菌的細(xì)胞壁外面包圍的一層膠狀物質(zhì)，主要成分是多糖。無(wú)莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動(dòng)物后，容易被吞噬細(xì)胞吞噬消滅，有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖。
死亡,小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌
注射R型活細(xì)菌+加熱致死的S型菌
注射加熱致死的S型細(xì)菌
對(duì)于第4組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果你怎么解釋，你會(huì)做出怎樣的假設(shè)？
假說(shuō)2：R菌以某種方式使加熱殺死的S型菌“復(fù)活”
假說(shuō)3：在死亡的S菌作用下，R菌突變?yōu)镾菌
假說(shuō)5：死亡S型菌的“某物質(zhì)”進(jìn)入R型菌，使其轉(zhuǎn)化為活S菌 合成出莢膜
假說(shuō)1：少量殘余S菌大量繁殖
假說(shuō)4：Ｓ死菌刺激小鼠體內(nèi)產(chǎn)生免疫物質(zhì)，后者刺激Ｒ菌突變成了Ｓ菌
建立假說(shuō)要注意一定的有效性
高溫使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞不可逆
資料：格里菲思了解到肺炎雙球菌有很多類(lèi)型，S菌有Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S，R菌有Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R,且自然狀態(tài)下會(huì)有S菌突變?yōu)橥蚏菌，
推斷：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
　 如果你是當(dāng)時(shí)的一位科學(xué)家，為了弄清楚這種轉(zhuǎn)化因子到底是 哪一種物質(zhì)，你該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？
必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開(kāi)，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用
但是當(dāng)時(shí)的技術(shù)有限，并不能徹底提純這些物質(zhì)，因此，可以通過(guò)酶解法，將物質(zhì)一個(gè)個(gè)的特異性排除，通過(guò)觀察剩余提取物的轉(zhuǎn)化活性來(lái)尋找轉(zhuǎn)化因子，這就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“減法原理”
與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如在“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，利用了“加法原理”。
與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，這利用了“減法原理”。
自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——②艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA， DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
細(xì)胞提取物不夠純；當(dāng)時(shí)科學(xué)界深信蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。
艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。
有沒(méi)有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料？
三、噬菌體的侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
美國(guó)遺傳學(xué)家赫爾希和他的助手蔡斯
定義：是一種專門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。結(jié)構(gòu)：頭部和尾部成分：頭部和尾部的外殼由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部含有DNA。
實(shí)驗(yàn)材料——T2噬菌體
1.艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？
⑴個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。⑵繁殖快。
要求2：利用T2噬菌體、大腸桿菌等實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究T2噬菌體注入大腸桿菌的成分(遺傳物質(zhì))。提出的問(wèn)題和作出的假設(shè)分別是什么？
要求：利用T2噬菌體、大腸桿菌等實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究T2噬菌體注入大腸桿菌的成分(遺傳物質(zhì))。提出的問(wèn)題和作出的假設(shè)分別是什么？
假設(shè)1：只有DNA注入假設(shè)2：只有蛋白質(zhì)注入假設(shè)3：DNA和蛋白質(zhì)都注入
C、H、O、N 、P
1. DNA和蛋白質(zhì)是分開(kāi)標(biāo)記還是同時(shí)標(biāo)記？2. 標(biāo)記哪種元素才能單獨(dú)標(biāo)記T2噬菌體的DNA(或蛋白質(zhì))？
要求：閱讀教材，思考以下問(wèn)題：
不可以噬菌體是DNA病毒，無(wú)法單獨(dú)在培養(yǎng)基上存活。必須寄生在活的宿主細(xì)胞內(nèi)才能繁殖。
思考1.可以直接標(biāo)記噬菌體嗎？如何單獨(dú)獲得只有35S或32P標(biāo)記的T2噬菌體？
（1）分別用35S和32P標(biāo)記噬菌體
大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基 → 含35S的大腸桿菌
大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基 → 含32P的大腸桿菌
T2噬菌體+含35S的大腸桿菌 → 含35S的T2噬菌體
T2噬菌體+含32P的大腸桿菌 → 含32P的T2噬菌體
（2）侵染：已標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌
（3）攪拌：使吸附在大腸桿菌上的_________與___________分離開(kāi)。
使上清液中析出質(zhì)量較輕的_________________，而離心管沉淀物中留下被侵染的_____________。
思考2.保溫、攪拌、離心的作用是什么？
一種專門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒
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。
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，小組合作推理出理論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫(xiě)在表格中。
1、用含35S 的噬菌體去感染未被標(biāo)記的大腸桿菌后，經(jīng)攪拌、離心后， 上清液中的放射性很高，而沉淀物為什么仍然有很低的放射性？2、用含 32 P 的噬菌體去感染未被標(biāo)記的大腸桿菌后，經(jīng)攪拌、離心后，沉淀物中的放射性很高，而為什么上清液仍然有很低的放射性？
可能是由于還有少量的含35S 的噬菌體仍吸附于大腸桿菌上，未從中分離出來(lái)。
可能是由于少量含32 P 的噬菌體還未吸附于大腸桿菌上或含有32 P 的子代噬菌體已經(jīng)從大腸桿菌中釋放出來(lái)
——培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過(guò)短，
——培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，
小結(jié)：DNA是遺傳物質(zhì)的研究歷史
格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
（赫爾希和蔡斯）噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)
（加熱致死的S型細(xì)菌含有某種促使R型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子）
，證明(間接）蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)，但未證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？以下生物的遺傳物質(zhì)是什么呢？
結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
四.煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)

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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

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年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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