3.1DNA是主要的遗传物质 ppt课件（0002）-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、 阐明阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。是主要的遗传物质的探索过程。说明说明DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。说明自变量控制中的说明自变量控制中的“加法原理加法原理”和和“减法原理减法原理”。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明术在证明DNA是遗传物质中的作用。是遗传物质中的作用。DNA是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测：20世纪20年代，多数科学家认为_是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到_的重要性，但是认为_是遗传物质的观点占主导地位。肺炎链球菌的转化实验1.格里菲思体

2、内转化结论：加热致死的_，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质-_。2.艾弗里体外转化结论：_才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质噬菌体侵染细菌实验1.实验者：_2.实验材料：_3.实验方法：_4.结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的_遗传的。_才是噬菌体的遗传物质。蛋白质蛋白质转化因子转化因子蛋白质蛋白质S S型细菌型细菌DNADNADNADNA赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯T2T2噬菌体、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌同位素标记法同位素标记法DNADNADNADNA课前预学区课前预学区探究活动一：对遗传物质的早期推测蛋白质蛋白质2020世纪世纪2020年代年代2020世纪世纪3030年代

3、年代探究活动一：对遗传物质的早期推测问题问题1 1：首先利用实验，提出：首先利用实验，提出DNADNA是遗传物质的学者是谁？是遗传物质的学者是谁？格里菲思格里菲思艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希蔡斯蔡斯菌体特点菌体特点菌落特点菌落特点毒性毒性（动物实验）（动物实验）S型型细菌细菌 R型型细菌细菌 无致病性有致病性人小鼠肺炎 小鼠败血症无荚膜有荚膜粗糙光滑SmoothSmooth荚膜的化学本质是_多糖探究活动二：肺炎链球菌肺炎链球菌转化实验（体内转化）-格里菲思 实验步骤实验步骤现象现象结结 论论一、格里菲思一、格里菲思体内转化实验体内转化实验R型型活活菌菌S型型 活活 菌菌加热杀加热杀死死 S型菌型菌

4、 R型型 活活 细菌细菌 S型型 死死 细细 菌菌活活死死活活R型活菌无毒型活菌无毒S型活菌有毒型活菌有毒加热杀死的加热杀死的S型菌无毒型菌无毒死死 体内有体内有S型活细菌型活细菌结论：结论：S型细菌内型细菌内存在存在“转化因子转化因子”加热杀死S型菌加热杀死的S型菌含有促成转化的活性物质“转化因子”R型活菌 S型活菌转 化二 肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌的体内转化实验多糖脂质 蛋白质RNA DNA多糖蛋白质RNADNA脂质加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟谁是转化因子？关键思路：将关键思路：将S S型细菌制成细胞提取物型细菌制成细胞提取物 加入含有加入含有R R型活细菌的培养基中，

5、型活细菌的培养基中，再逐个去除一种物质，再逐个去除一种物质，观察实验结果。观察实验结果。实验结论：实验结论：DNA才是使才是使R型菌产生型菌产生稳定遗传变化稳定遗传变化的物质。的物质。蛋白酶蛋白酶探究活动三：肺炎链球菌肺炎链球菌转化实验（体外转化）-艾弗里1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的技术，完成了另一个有说服力的实验。艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是来进一步验证遗传物质就是DNA。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。因此，仍有

6、人对实验结论表示怀疑。T2T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在_的作用下，的作用下，利用利用_体内的物质来合成自身的组成成分，进行体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，_裂解，裂解，释放出大量的噬菌体。释放出大量的噬菌体。赫尔希和蔡斯大胆猜想：赫尔希和蔡斯大胆猜想：1.1.若蛋白质和若蛋白质和DNADNA均进入了细菌体内，说明均进入了细菌体内，说明_是遗传物质。是遗传物质。2.2.若蛋白质进入细菌体内，说明若蛋白质进入细菌体内，说明_是遗传物质。是遗传物质。3.3.若若DNADNA进入细菌体内，说明进

7、入细菌体内，说明_是遗传物质。是遗传物质。自身遗传物质自身遗传物质大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌DNADNA和蛋白质和蛋白质蛋白质蛋白质DNADNA设计实验：设计实验：1.1.噬菌体的哪种物质进入大肠杆菌？噬菌体的哪种物质进入大肠杆菌？2.2.噬菌体进入大肠杆菌之后，繁殖后的子代噬噬菌体进入大肠杆菌之后，繁殖后的子代噬菌体体内含有哪种物质？菌体体内含有哪种物质？实验方法：实验方法：同位素标记法同位素标记法探究活动四：赫尔希和蔡斯根据对噬菌体侵染细菌的特点：赫尔希和蔡斯根据对噬菌体侵染细菌的特点：T2噬菌体T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。哪一种物质哪一种物质进入了大肠进入了大肠杆

8、菌体内？杆菌体内？DNA和蛋白质和蛋白质不能直接看到，不能直接看到，怎么办？怎么办？放射性分别放射性分别标记标记DNA和蛋白质和蛋白质选择什么元选择什么元素进行放射素进行放射性标记？性标记？实验方法：放射性同位素标记实验方法：放射性同位素标记研究方法放射性同位素标记法蛋白质的组成元素：DNA 的组成元素：C、H、O、N、(S)因为P几乎都存在于DNA中，而S仅存在于蛋白质中，所以用32P标记DNA，用35S标记蛋白质；此实验不能标记C、H、O、N元素，因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N元素。为什么标记S，P？可以标记C，H，O，N么如何单独获得只有如何单独获得只有35S或或32P标记的标

9、记的T2噬菌体？噬菌体？35S标记的噬菌体标记的噬菌体32P标记的噬菌体标记的噬菌体如何将噬菌体中的蛋白质标记上如何将噬菌体中的蛋白质标记上35S和和DNA标记上标记上32P？可不可以直接可不可以直接将将T2噬菌体放在培养基中培养？噬菌体放在培养基中培养？不可以，因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。第一步：标记细菌第一步：标记细菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含3535S S的细菌含3232P P的细菌第二步：标记噬菌体第二步：标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含3535S S的噬菌体含3232P P的噬菌体第三步：第三

10、步：已标记已标记噬菌体侵染噬菌体侵染未标记未标记的大肠杆菌的大肠杆菌实验过程35S标记的标记的噬菌体噬菌体用用35S标记的噬菌体标记的噬菌体与大肠杆菌与大肠杆菌混合混合经短时间保温后经短时间保温后用搅拌器用搅拌器搅拌搅拌离心离心检测上清液和检测上清液和沉淀物中的放射性物质沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测细菌裂解后检测子代子代噬菌体噬菌体的放射性的放射性上清液放射性很上清液放射性很高高沉淀物放射性很沉淀物放射性很低低子代噬菌子代噬菌体中无体中无35S上清液放射性很上清液放射性很高高，沉淀物放射性很，沉淀物放射性很低低蛋白质外壳没有进入大肠杆菌蛋白质外壳没有进入大肠杆菌搅拌：使吸附在细菌上的噬菌

11、体颗粒与细菌分离离心：上清液析出质量叫轻的噬菌体的颗粒（蛋白质）上清液：噬菌体的蛋白质沉淀物：被入侵的大肠杆菌沉淀物：被入侵的大肠杆菌32P标记的标记的噬菌体噬菌体T2噬菌体中的噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌进入了大肠杆菌子代噬菌子代噬菌体中含体中含32P用用32P标记的噬菌体标记的噬菌体与大肠杆菌与大肠杆菌混合混合经短时间保温后经短时间保温后用搅拌器用搅拌器搅拌搅拌离心离心检测上清液和检测上清液和沉淀物中的放射性物质沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测细菌裂解后检测子代子代噬菌体噬菌体的放射性的放射性上清液放射性很上清液放射性很低低沉淀物放射性很沉淀物放射性很高高上清液放射性很上清液放射性很低

12、低，沉淀物放射性很，沉淀物放射性很高高35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因蛋白质蛋白质很高很高DNA很低很低蛋白质未进入细菌中蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中进入细菌中很高很高很低很低子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质。l 35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？l 32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因蛋白质蛋白质很高很高DNA很低很低蛋白质未进入细菌中蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中进入细菌中很高很高

13、很低很低子代噬菌体子代噬菌体第一组第一组35S标记蛋白质标记蛋白质第二组第二组32P 标记标记DNA有32P标记的DNA无35S标记的外壳蛋白质进一步研究发现：这一结果又说明什么？子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传的。6.实验结论：DNA才是噬菌体的遗传物质搅拌不充分搅拌不充分理论上理论上上清液上清液沉淀物沉淀物其中一个其中一个大肠杆菌大肠杆菌实际上实际上35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？搅拌不充分搅拌不充分导致导致部分蛋白质外壳吸附部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。细菌到沉淀物中。保温时间长保温时间长理论上上清液上清液沉淀物沉淀物实际上部

14、分噬菌体部分噬菌体未侵染未侵染大肠杆菌大肠杆菌部分噬菌体部分噬菌体释放出来释放出来释放释放实际上保温时间短保温时间短32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验处理方式对照原则实验结论设计思路直接分离直接分离同位素标记法同位素标记法S型细菌的分离物质分别与型细菌的分离物质分别与R型细菌混合培养相互对照型细菌混合培养相互对照分别标记噬菌体分别标记噬菌体DNA和蛋白质和蛋白质的两组实验相互对照的两组实验相互对照设法将设法将DNA与其他物质分开，与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能单独地直接研究各自不同的遗传功能证明证明DNA是遗传物质，是遗传物质，蛋白质不

15、是遗传物质蛋白质不是遗传物质证明证明DNA是遗传物质，但不能是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）（蛋白质没有进入细菌体内）SARS病毒病毒艾滋病病毒（艾滋病病毒（HIV）COVID-19流感病毒流感病毒埃博拉病毒只有DNA是遗传物质吗？如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株患病不患病得到病毒不能得到病毒 ：RNA蛋白质细胞生物原核生物真核生物遗传物质是DNA非细胞生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒只含RNA的病毒生物3、由于大多数生物的遗传物

16、质是DNA，所以说。2、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。1、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质就是DNA。即时巩固 用 15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在 产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的放射 性元素是（）A.可在外壳中找到15N、35S B.可在DNA中找到15N、32P、C.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S B 即时巩固在肺炎链球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A3和4 B1、3和4C2、3和4 D1、2、3和4D