3.1 DNA是主要的遗传物质ppt课件(同名1)-2023新人教版(2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测1孟德尔通过豌豆实验证明生孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由物的性状由遗传因子遗传因子控制控制摩尔根摩尔根通过果蝇通过果蝇实验证实验证明明基因位于染色体上基因位于染色体上科学家发现：染色科学家发现：染色体体的的主要组成成分主要组成成分是是蛋白质和蛋白质和DNADNA染色体在遗传上的染色体在遗传上的连续性和稳定性连续性和稳定性究竟蛋白质和究竟蛋白质和DNADNA，哪个才是生物的遗传物质？，哪个才是生物的遗传物质？对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测12020世纪世纪2020年代：年代：蛋白质是

2、由多种氨基酸蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。连接而成的大分子。2020世纪世纪3030年代：年代：DNADNA是由许多脱氧核苷酸是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。聚合而成的生物大分子。但由于对但由于对DNADNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是蛋白质是遗传物质遗传物质的观点仍占主导地位。的观点仍占主导地位。肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验21.1.了解了解肺炎链球菌肺炎链球菌的特点的特点2.2.分析两位科学家的分析两位科学家的实验思路以及实验结论实验思路以及实验结论3.3.找出实验的找出实验的自变量、因变量自变量、因变量阅读教材阅

3、读教材P43-44P43-44页肺炎链球菌的转化实验页肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验21 1、菌落与培养基、菌落与培养基菌落菌落指由单个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验21 1、菌落与培养基、菌落与培养基固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验22 2、格里菲斯、格里菲斯体内转化实验体内转化实验实验材料：实验材料：R R型和型和S S型肺炎链球菌型肺炎链球菌S S型肺炎链球菌型

4、肺炎链球菌R R型型肺炎链球肺炎链球菌菌菌落表面光滑表面粗糙菌体有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有无毒性有无荚膜的化学荚膜的化学本质：本质：多糖多糖肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验2R R型菌型菌（菌落粗糙）（菌落粗糙）S S型菌型菌（菌落光滑）（菌落光滑）肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验2注射R型活细菌第一组注射S型活细菌第二组注射加热杀死的S型细菌第三组R型菌+加热杀死的S型细菌第四组存活死亡存活死亡 ：分离出S型活细菌分离出S型活细菌肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验2 从第四组实验小鼠尸体中分离出有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌，由此可以推断已经加热

5、致死的S型细菌，含有某种促使R活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。注射R型活细菌第一组注射S型活细菌第二组注射加热杀死的S型细菌第三组R型菌+加热杀死的S型细菌第四组存活死亡存活死亡 ：肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验2多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？谁在转化实验中起作用？转化因子究竟是什么物质？谁在转化实验中起作用？转化因子究竟是什么物质？关键思路关键思路：把把S S型细菌的各种物质分开，型细菌的各种物质分开，单独的单独的、直接的观察它们的作用

6、。、直接的观察它们的作用。肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验23 3、艾弗里、艾弗里体外转化实验体外转化实验有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物第一组+S型细菌R型细菌有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液第二至第四组+S型细菌R型细菌混合混合有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液第五组+混合只长R型细菌D DNANA酶酶蛋白酶（或蛋白酶（或RNARNA酶、酯酶）酶、酯酶）肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验23 3、艾弗里、艾弗里体外转化实验体外转化实验实验结论：实验结论：DNADNA才是使才是使R 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。肺炎链球菌的转化实验肺

7、炎链球菌的转化实验23 3、艾弗里、艾弗里体外转化实验体外转化实验S S型菌型菌荚膜荚膜控制荚膜形控制荚膜形成的成的X X基因基因加热加热杀死杀死被破坏被破坏的的S S型菌型菌X X基因吸附在基因吸附在R R型菌表面型菌表面X X基因进基因进入入R R型菌型菌重组重组R R型菌转化型菌转化成成S S型菌型菌R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌的型细菌的本质：本质：基因重组基因重组注意注意：只是：只是少数少数R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌型细菌肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验2项目项目体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验培养细菌培养细菌实验对照实验对照巧妙构

8、思巧妙构思实验结论实验结论在小鼠体内体外培养基R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照将R型与加热杀死的S型注入小鼠体内作为对照来说明确实发生转化将物质分离提纯后，直接、单独的观察各物质的作用S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质体内转化实验和体外转化实验的区别体内转化实验和体外转化实验的区别噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3赫尔希和赫尔希和蔡斯蔡斯放射性同位素标记技术放射性同位素标记技术噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验31 1、实验材料：、实验材料：T2T2噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验32 2、T2T2噬菌体的结构噬菌

9、体的结构蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C C、H H、O O、N N、S SC C、H H、O O、N N、P P T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。（含S）（含P）用32P标记用35S标记噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放3 3、T2T2噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3标记的标记的T2T2噬菌体噬菌体含3535S S的细菌培养基的细菌培养基 大肠杆菌大肠杆菌培养含3535S S的细菌的细菌噬菌体噬菌体培养3535S S标记

10、的标记的噬菌体噬菌体含3232P P的细菌培养基的细菌培养基 大肠杆菌大肠杆菌培养含3232P P的细菌的细菌 噬菌体噬菌体培养3232P P标记的标记的噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性32P标记的噬菌体35S标记的噬菌体 ：搅拌搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌搅拌离心并检测放射性检测子代噬菌体的放射性离心离心的目的：让上清液中析出质量较轻的的目的：让上清液

11、中析出质量较轻的T2T2噬菌体颗粒，而离心管噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质35S标记的噬菌体 ：上清液的放射性很高上清液的放射性很高沉淀物的的放射性很低沉淀物的的放射性很低在新形成的噬菌体中没有在新形成的噬菌体中没有检测到检测到35S细菌裂解3535S S标记的噬菌体蛋白质外壳标记的噬菌体蛋白质外壳并未进入大肠杆菌内部。并未进入大肠杆菌内部。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3用32P标记噬菌体与大肠

12、杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质32P标记的噬菌体沉淀物的放射性很高沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低上清液的放射性很低细菌裂解在新形成的部分噬菌在新形成的部分噬菌体中检测到体中检测到32P32P标记的噬菌体标记的噬菌体DNADNA进入了大肠杆菌内部。进入了大肠杆菌内部。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性35S标记的噬菌体 ：思考思考1 1：3535S S标记的实验发现

13、沉淀物中也有放射性，可能是什么原因标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？造成的？搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性35S标记的噬菌体 ：培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌：培养（保温）时间过长，部分子代嗤菌体已经释放思考思考2 2：3232P P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？造成的？噬

14、菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验31）用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中（说明噬菌体在侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。）2）细菌裂解释放的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。（说明DNA是遗传物质。）实验结果实验结果结论：结论：DNADNA是遗传物质。是遗传物质。能不能说明蛋白质不是遗传物质？能不能说明蛋白质不是遗传物质？噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3思考讨论思考讨论1.1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或艾

15、弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？病毒作为实验材料具有哪些优点？证明证明DNADNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点：（1）个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。（2）繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3思考讨论思考讨论2.2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什

16、么？操作过程中最大的困难是什么？证明证明DNADNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验 从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3思考讨论思考讨论3.3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？证明证明DNADNA是遗传物质的

17、实验是遗传物质的实验 艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3RNARNA是遗传物质的实验证明是遗传物质的实验证明蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验结论结论：烟草花叶病毒的遗传物质是：烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA ：烟草花叶病毒噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌

18、的实验3TMV 2RNA 2蛋白质 2蛋白质 1+RNA 2TMV 2TMV 1RNA 1蛋白质 1蛋白质 2+RNA 1TMV 1烟草花叶病毒重建实验示意图烟草花叶病毒重建实验示意图 ：自变量控制中的自变量控制中的“加法原理加法原理”和和“减法原理减法原理”在对照实验中控制自变量，可以采用在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理加法或减法原理”；与常态比较，与常态比较，人为增加某种影响因素人为增加某种影响因素的称为的称为加法原理加法原理。例如。例如在必修一酶一节中在必修一酶一节中“比较过氧化氢在不同条件下的分解比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中实验中，与对照组相比，实验组分别做了

19、加温、滴加，与对照组相比，实验组分别做了加温、滴加FeClFeCl3 3溶液溶液、滴加肝、滴加肝脏研磨液的处理，利用了脏研磨液的处理，利用了“加法原理加法原理”；与常态相比，与常态相比，人为去除某种影响因素人为去除某种影响因素的称为的称为减法原理减法原理。例如。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出一种物质，从而鉴定出DNADNA是遗传物质，这利用了是遗传物质，这利用了“减法原理减法原理”。科学方法科学方法噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3 因为绝大多数生物的遗传物质是因为绝大多数生物的遗

20、传物质是DNADNA，所有说，所有说DNADNA是主要是主要的遗传物质。的遗传物质。练习与应用练习与应用一、概念检测一、概念检测1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种 物质可能是 （）A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D.DNA2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明 (）A.DNA是遗传物质 B.遗传物质包括蛋白质和DNA C.病毒中有DNA，但没有蛋白质 D.细菌中有DNA，但没有蛋白质DA练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用1.T21.T2噬菌体侵染大肠

21、杆菌时，只有噬菌体的噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNADNA进入细菌的细胞中，噬菌体进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNADNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因

22、此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。合成蛋白质外壳的。练习与应用练习与应用二、拓展应用二、拓展应用2.2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNADNA作为遗传物作为遗传物质所具备的特点。质所具备的特点。肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点：能够精确地自我复制；能够指导蛋白质的物质至少要具备以下几个特点：能够精确地自我复制；能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程；具有储存遗传信息的能合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定等等。力；结构比较稳定等等。