课题目标•1、分析“肺炎双球菌的转化实验”的原理和过程,得出相应的结论•2、分析“噬菌体侵染细菌的实验”的原理和过程,得出相应的结论•3、说出“烟草花叶病毒的感染实验”的原理和过程,得出相应的结论•4、概述人类对遗传物质的探索过程,并得出“DNA是主要的遗传物质”结论知识背景——对遗传物质的早期推测20世纪20年代,人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的方式排列,形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到,氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究,还没有发现与此类似的结构特点。因此,当时大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质。到了20世纪30年代,通过对DNA的研究,人们逐渐意识到DNA的重要性,但是由于对DNA分子的结构没有清晰的了解,认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。一、肺炎双球菌的转化实验实验材料:肺炎双球菌(R型、S型)类型菌落荚膜毒性R型细菌S型细菌R型S型粗糙(rough)无荚膜无毒光滑(smooth)有荚膜有毒1、体内转化实验(英·格里菲思)P53---54(1)实验过程和结果(2)实验结论:在S型菌中存在某种促成这一转化的活性物质—转化因子.转化因子究竟是什么物质呢?2、体外转化实验(美·艾弗里等)P54DNA是转化因子,即DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。设法把DNA和蛋白质等分开,单独地、直接地去观察它们的作用。(1)实验思路(2)实验过程和结果(3)实验结论:深化拓展一:肺炎双球菌转化实验的理解外源DNA与受体细胞DNA之间的重组(基因重组),使受体细胞获得了新的遗传信息。3、两实验的联系:在一定温度范围内,加热不会导致DNA变性。2、转化:转化因子转化的实质:转化的效率与DNA纯度关系1、加热:材料、实验原则、关系二、噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)P553、实验材料:T2噬菌体2、实验方法:同位素标记(示踪)法蛋白质的组成元素:DNA的组成元素:C、H、O、N、SC、H、O、N、P(标记32P)(标记35S)SP1、实验思路:同前4、实验过程及结果:5、实验结论:DNA是遗传物质搅拌、离心;用未标记的大肠杆菌培养标记的T2噬菌体;用35S和32P分别标记T2噬菌体;放射性检测深化拓展二:噬菌体侵染细菌实验的理解1、实验结论:不能证明蛋白质不是遗传物质;间接证明:(1)DNA能够自我复制,使前后代保持一定的连续性,维持遗传性状的稳定性;(2)DNA控制蛋白质的合成,从而控制新陈代谢过程和性状。2、同位素标记法的应用深化拓展三:两个经典实验的比较1、相同实验思路:设法将DNA和其他物质分开,单独地,直接地研究各自是否具有遗传功能2、都遵循相同的实验设计原则—对照原则3、处理的方法不同:直接分离和同位素标记法4、实验结论的细微差别烟草花叶病毒(TMA)、车前草病毒(HRV)流感病、脑炎病毒、新城鸡瘟病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)等均无DNA,主要成分是蛋白质和RNA。小资料研究发现烟草花叶病毒(简称TMV)的化学组成是蛋白质和RNA,它能使烟草感染而发生花叶病。参照“肺炎球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的设计思路,设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么。实验步骤:预期结果:相应结论:实验假设:RNA是遗传物质2、分别用它的蛋白质和RNA侵染烟草,观察其是否发生花叶病烟草花叶病毒的RNA能烟草能使用烟草发生花叶病,而蛋白质不能1、将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。(说明:科学家的实验结果和结论正是如此。)生物有细胞结构无细胞结构真核生物(含DNA、RNA)原核生物(含DNA、RNA)病毒DNA病毒RNA病毒遗传物质是RNA遗传物质是DNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此———DNA是主要的遗传物质。本节聚焦•科学家是怎样证明DNA是遗传物质的?•为什么说DNA是主要的遗传物质?1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有使R型肺炎球菌转化的因子1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA1952年赫尔希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNADNA是主要的遗传物质①②③④多糖脂类蛋白质RNADNADNA+DNA酶分别与R型活细菌混合培养RRRRRSRS型活细菌RS艾弗里确定转化因子的实验实验证明,转化率与供体菌细胞的DNA纯度有关,DNA越纯,转化率也就越高。转化的实质噬菌体的增殖:吸附注入合成组装释放思考:如何标记?1、标记细菌A细菌+含35S的培养基→含35S的细菌B细菌+含32P的培养基→含32P的细菌2、标记噬菌体a噬菌体+含35S的细菌→含35S的噬菌体b噬菌体+含32P的细菌→含32P的噬菌体思考:检测?用32P标记实验时,上清液中也有一定的放射性的原因?1、保温时间过短用35S标记实验时,沉淀物中出现少量放射性的原因?2、保温时间过长