3.1 DNA是主要的遗传物质ppt课件(同名2)-2023新人教版(2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、DNA是主要的遗传物质第1节第3章 基因的本质亲代与子代之间通过遗传物质的传递，保持性状的连续性，这种现象称为遗传。问题探讨20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论你认为遗传物质可能具有什么特点？课本P421.1.储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息2.2.可以准确地复制，并传递给下一代可以准确地复制，并传递给下一代3.3.结构比较稳定结构比较稳定什么结构或物质具备这些条件呢?对遗传物质的早期推测课本P422020世纪世纪2020年代年代 氨基酸多种多样的排氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传列顺序，可能蕴

2、含着遗传信息。信息。没发现其他大分子没发现其他大分子有类似的结构特点有类似的结构特点。蛋白质是生物体的遗传物质。对遗传物质的早期推测课本P422020世纪世纪3030年代年代 人们认识到人们认识到DNADNA是由许是由许多脱氧核苷酸聚合而成的多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子生物大分子但由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。DNA是遗传物质的证据噬菌体侵染细菌的实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验艾弗里确定转化因子的实验肺炎链球菌转化实验（体内）课本P431.科学家：格里菲斯格里菲斯【英英】2.实验材料：肺炎链球菌肺炎链球菌项目项目S型细菌型细菌R型细

3、菌型细菌菌落菌落菌体菌体有无毒性有无毒性表面光滑表面光滑 Smooth Smooth表面粗糙表面粗糙 rough rough有有无无多糖类的荚膜肺炎链球菌转化实验（体内）课本P43第一组不死亡不死亡第二组死亡死亡第三组不死亡不死亡第四组死亡死亡注射注射R R型型活细菌活细菌注射注射S S型型活细菌活细菌注射加热注射加热致死的致死的S S型细菌型细菌将将R R型活细菌与型活细菌与加热致死的加热致死的S S型型细菌混合后注射细菌混合后注射肺炎链球菌转化实验（体内）课本P43格里菲思推论：格里菲思推论：已经加热杀死的已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使型细菌，含有某种促使R型活细菌转化成为型活细菌转

4、化成为S型型活细菌的活性物质活细菌的活性物质-转化因子转化因子 R型菌 S型菌 转化因子转化因子 S型菌 后代“谁在转化实验中起作用谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质转化因子究竟是什么物质”思考肺炎链球菌内含有DNA、RNA、蛋白质、脂质等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNADNA分开，单独、直接地观察它们的作分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质用，才能确定究竟谁是遗传物质通过通过“酶解法酶解法”，将物质一个个排除，通过观察剩余提取物的转，将物质一个个排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子化活性

5、来寻找转化因子肺炎链球菌转化实验（体外）课本P431.科学家：艾弗里艾弗里【美美】2.实验材料：培养基培养基R R型活细菌、型活细菌、S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物、蛋白酶、蛋白酶、RNARNA酶、酯酶、酶、酯酶、DNADNA酶酶如何获得细胞提取物？提取物中含有什么？将加热致死的将加热致死的S S型细菌破碎；设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂型细菌破碎；设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成质，制成细胞提取物。细胞提取物。提取物中提取物中主要含有少量蛋白质、脂质和主要含有少量蛋白质、脂质和RNARNA、DNADNA；肺炎链球菌转化实验（体外）课本P43第一组第一组有有R型型细菌的细

6、菌的培养基培养基S型细菌型细菌的细胞的细胞提取物提取物+混合混合S型细菌型细菌R型细菌型细菌结论：S S型细菌的细胞提取物型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂（蛋白质、脂质和质和RNARNA、DNADNA）中含有促使中含有促使R R型细菌转型细菌转化为化为S S型细菌的物质型细菌的物质第二至四组第二至四组有有R型型细菌的细菌的培养液培养液S型细菌型细菌的细胞的细胞提取液提取液+混合混合S型细菌型细菌R型细菌型细菌肺炎链球菌转化实验（体外）课本P43蛋白酶（或蛋白酶（或RNA酶、酯酶）酶、酯酶）结论：S S型细菌的细胞提取物中的型细菌的细胞提取物中的蛋白质蛋白质、脂质脂质和和RNARNA不是促使不是促

7、使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型型细菌的物质细菌的物质肺炎链球菌转化实验（体外）课本P43结论：S S型细菌的细胞提取物中型细菌的细胞提取物中DNADNA很可能很可能就是转化因子就是转化因子第五组第五组有有R型型细菌的细菌的培养液培养液S型细菌型细菌的细胞的细胞提取液提取液+混合混合DNA酶酶只长只长R型细菌型细菌艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。思考 从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出谁是遗传物质每个实验组特异性地去除了一种物

8、质，从而鉴定出谁是遗传物质 -减法原理减法原理科学方法总结：u 与常态比较，人为与常态比较，人为增加增加某种影响因素的称为某种影响因素的称为“加法原理加法原理”u 与与常态相比，人为常态相比，人为去除去除某种影响因素的称为某种影响因素的称为“减法原理减法原理”实验过程归纳结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质2.2.被转化的被转化的R R型菌只是少量型菌只是少量，在培养后既有，在培养后既有R R型细菌又有型细菌又有S S型细菌的培养基型细菌的培养基中，中，R R型菌的菌落占多数；型菌的菌落占多数；注意：1.1.艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验既证明了既证明了DNADNA是遗传

9、物质，同时证明了蛋白质是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质等不是遗传物质；T2噬菌体侵染细菌实验实验材料：T T2 2噬菌体噬菌体T T2 2噬菌体是一种噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内专门寄生在大肠杆菌体内的的病毒。病毒。侵染侵染大肠杆菌后，就会在大肠杆菌后，就会在自身遗传物质自身遗传物质的作用下，的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分利用大肠杆菌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，大进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。T2噬菌体侵染细菌实验哪一种物质进入哪一种物质

10、进入了大肠杆菌体内？了大肠杆菌体内？DNA和蛋白质不能和蛋白质不能直接看到，怎么办？直接看到，怎么办？放射性分别标记放射性分别标记DNA和蛋白质和蛋白质选择什么元素进选择什么元素进行放射性标记行放射性标记实验方法：放射性同位素标记实验方法：放射性同位素标记组成元素蛋白质:DNA：C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P可以直接标记噬菌体吗？不可以，噬菌体是病毒，无法单不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体大肠杆菌培养基培养噬菌体T2噬菌体侵染细菌实验实验过程赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌

11、搅拌离心并检测放射性检测子代噬菌体的放射性使吸附在细菌上的使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离噬菌体与细菌分离让上清液中析出重量较轻让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。留下被侵染的大肠杆菌。短时间保温短时间保温T2噬菌体侵染细菌实验实验过程赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯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

12、射性很上清液放射性很高高沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低子代噬菌子代噬菌体中无体中无35ST2噬菌体侵染细菌实验实验过程赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯32P标记的标记的噬菌体噬菌体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低上清液放射性很低沉淀物放射性很沉淀物放射性很高高说明DNA是真正的遗传物质T2噬菌体侵染细菌实验吸附吸附注入注入合成合成组装组

13、装释放释放噬菌体吸附在细菌表面噬菌体吸附在细菌表面把把DNADNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用利用细菌细菌的化学成分和酶系统的化学成分和酶系统合成出噬菌体的合成出噬菌体的DNADNA、蛋白质、蛋白质新合成的新合成的DNADNA、蛋白质组装成、蛋白质组装成很多噬菌体很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体误差分析亲代噬菌体亲代噬菌体上清液上清液(主要是主要是噬菌体外壳噬菌体外壳)沉淀物沉淀物(主要是主要是被被侵染的大肠杆菌侵染的大肠杆菌)细菌裂解释放出的子细菌裂解释放出的子代噬菌体有无放射性代噬菌体有无放射性35S-蛋白质蛋白质32P-DNA放射性高放射性高放射性低放射性低没有

14、检测到没有检测到35S放射性低放射性低放射性高放射性高检测到检测到32P35S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A.35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？搅拌不充分，仍有少量含搅拌不充分，仍有少量含3535S S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面误差分析亲代噬菌体亲代噬菌体上清液上清液(主要是主要是噬菌体外壳噬菌体外壳)沉淀物沉淀物(主要是主要是被被侵染的大肠杆菌侵染的大肠杆菌)细菌裂解释放出的子细菌裂解释放出的子代噬菌体有无放射性代噬菌体有无放射性35S-蛋白质蛋白质32P-DNA放射性高放射性高放射性低放射性低没有检测到没有检测到35

15、S放射性低放射性低放射性高放射性高检测到检测到32P35S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B.32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？a.a.保温时间过短，部分噬菌体保温时间过短，部分噬菌体DNADNA还未侵染到细菌细胞内；还未侵染到细菌细胞内；b.b.保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖，后子代噬菌体释放出来；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖，后子代噬菌体释放出来；思考讨论1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无

16、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。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。繁殖快，细菌繁殖快，细菌20-30min20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。思考讨论2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？艾弗里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。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

17、种物质（如糖类、脂质、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）蛋白质等）思考讨论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？艾弗里艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。术等。赫赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。质的提纯和分离技术等。两个经典实验的比较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

18、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型细菌的分离物质分别与与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，单独单独地直接研究各自不同的遗传功能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）烟草花叶病毒侵染烟草的实验：背景知识：烟

19、草花叶病毒是由背景知识：烟草花叶病毒是由RNARNA和和蛋白质蛋白质组成组成的，在感染烟草时，会出现的，在感染烟草时，会出现致病斑。致病斑。结论：结论：RNA是烟草花叶病毒的是烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质蛋白质蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株分别侵染健康烟草植株患病患病不患病不患病得到全新病毒得到全新病毒不能得到病毒不能得到病毒 ：RNA蛋白质蛋白质格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子转化因子是什么是什么加热杀死的加热杀死的S S型细菌中含型细菌中含有转化因子有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据更多实验证据更多实验证据DNA是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质这句话的含义是：细胞生物：（细胞核、细胞质）细胞生物：（细胞核、细胞质）DNARNA：仅限于某些病毒的遗传物质（烟草花叶：仅限于某些病毒的遗传物质（烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒病毒）DNA病毒（只有病毒（只有DNA，无，无RNA）DNA、RNA同时存在同时存在DNA是主要是主要的遗传物质的遗传物质遗传物质遗传物质