1、第第1节节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第第3 3章章 基因的本质基因的本质2022-11-222022-11-22问题探讨问题探讨 2020世纪中叶，科学家发现染色体主要世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和是由蛋白质和DNADNA组成的。在这两种物质组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。曾引起生物学界激烈的争论。讨论：讨论：1 1、你认为遗传物质可能具有什么特点？、你认为遗传物质可能具有什么特点？2 2、你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些
2、？遗传物质应遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定传递给下一代，结构比较稳定，等等。，等等。将将特特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现，定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现，等等等。等。染色体、蛋白质和染色体、蛋白质和DNADNA示意图示意图2022-11-22一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 2020世纪世纪2020年代，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的年代，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。遗传物质。2020世纪世纪3030年代，科学家发现年代，科学家发现DN
3、ADNA是由许多脱氧核苷酸聚合是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。而成的生物大分子。脱氧核糖含氮碱基A(T、C、G)磷酸 由于对由于对DNADNA分子的结构没有清晰了解，蛋白质是遗传物质分子的结构没有清晰了解，蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。的观点仍占主导地位。2022-11-22二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验 1 1、格里菲思（、格里菲思（F.Griffith,F.Griffith,英国）英国）19281928年年（体内转化实验）（体内转化实验）（1 1）肺炎链球菌的两种类型肺炎链球菌的两种类型R R型型S S型型菌落表面粗糙（菌落表面粗糙（roughrough）没
4、有多糖类的荚膜，没有多糖类的荚膜，无无致病性致病性菌落表面光滑（菌落表面光滑（smoothsmooth）有多糖类的荚膜，有多糖类的荚膜，有致有致病性病性2022-11-22（2 2）格里菲斯格里菲斯肺炎链球菌肺炎链球菌体内转化实验体内转化实验R R型活菌型活菌小鼠不死亡小鼠不死亡S S型活菌型活菌小鼠死亡，体内小鼠死亡，体内分离出分离出S型活菌型活菌加热致死的加热致死的S S型菌型菌小鼠不死亡小鼠不死亡R R型活菌与加热致型活菌与加热致死的死的S S型菌型菌小鼠死亡，体内小鼠死亡，体内分离出分离出S型活菌型活菌2022-11-22（2 2）格里菲斯格里菲斯肺炎链球菌肺炎链球菌体内转化实验体内转
5、化实验R R型活菌与加热致型活菌与加热致死的死的S S型菌型菌小鼠死亡，体内小鼠死亡，体内分离出分离出S型活菌型活菌R R型活菌型活菌 +S+S型死菌型死菌转化转化S S型活菌型活菌结论：已经加热致死的结论：已经加热致死的S S型细菌，型细菌，含有某种促使含有某种促使R R型活细菌转化为型活细菌转化为S S型活细菌的活性物质型活细菌的活性物质转化因转化因子。子。2022-11-22这种转化因子究竟是什么物质呢？这种转化因子究竟是什么物质呢？2020世纪世纪4040年代，美国科学家艾弗里在年代，美国科学家艾弗里在格里菲斯的实验基础上继续进行实验。格里菲斯的实验基础上继续进行实验。通过确凿的实验证
6、据向遗传物质是蛋通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战。白质的观点提出挑战。2022-11-222 2、艾弗里的肺炎、艾弗里的肺炎链球菌链球菌体外转化实验体外转化实验 艾艾弗弗里和他的同事里和他的同事将加热致死的将加热致死的S S型细菌破碎后，设法去除型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)结论结论：DNADNA是转化因子是转化因子，是，是使使R R型细菌产生稳定遗传变化的物质型细菌产生稳定遗传变化的物
7、质。蛋白质、蛋白质、RNARNA、脂质等不是转化因子。、脂质等不是转化因子。S S型菌细胞提取物型菌细胞提取物对照组对照组蛋白酶蛋白酶RNARNA酶酶酯酶酯酶DNADNA酶酶R R型细菌型细菌+S+S型细菌型细菌只长只长R R型细菌型细菌有有R R型细菌的培养基型细菌的培养基2022-11-222 2、艾弗里的肺炎、艾弗里的肺炎链球菌链球菌体外转化实验体外转化实验3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)在对照实验中，控制自变量可以在对照实验中，控制自变量可以采用采用“加法原理加法原理”或或“减法原理减法原理”。与常态比较
8、，人为去除某种影响因与常态比较，人为去除某种影响因素的称为素的称为“减法原理减法原理”。例如艾弗里例如艾弗里的肺炎链球菌转化实验。的肺炎链球菌转化实验。与常态比较，人为增加某种影响与常态比较，人为增加某种影响因素的称为因素的称为“加法原理加法原理”。例如例如“比比较过氧化氢在不同条件下的分解较过氧化氢在不同条件下的分解”的的实验。实验。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”科学方法科学方法2022-11-223.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴
9、定出每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是是遗传物质，就利用了遗传物质，就利用了“减法原理减法原理”。S S型菌细胞提取物型菌细胞提取物对照组对照组蛋白酶蛋白酶RNARNA酶酶酯酶酯酶DNADNA酶酶R R型细菌型细菌+S+S型细菌型细菌只长只长R R型细菌型细菌有有R R型细菌的培养基型细菌的培养基2022-11-22自变量控制中的自变量控制中的“减法原理减法原理”3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验19521952年，美国遗传学家赫
10、尔希（年，美国遗传学家赫尔希（A.D.HersheyA.D.Hershey）和蔡斯）和蔡斯（M.C.ChaseM.C.Chase）以）以T2T2噬菌体噬菌体为实验材料，利用为实验材料，利用放射性同位素标放射性同位素标记技术记技术进行实验。进行实验。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)1 1、噬菌体侵染大肠杆菌的过程、噬菌体侵染大肠杆菌的过程2022-11-223.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-221 1、噬菌体侵染大肠杆菌
11、的过程、噬菌体侵染大肠杆菌的过程3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)DNADNA：C C、H H、O O、N N、3232P P蛋白质：蛋白质：C C、H H、O O、N N、3535S S35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体2022-11-22（1 1）实验方法：放射性同位素标记法（同位素示踪法）实验方法：放射性同位素标记法（同位素示踪法）2 2、噬菌体侵染细菌的实验、噬菌体侵染细菌的实验 利用放射性同位素分别标记利用放射性同位素分别标记DNADNA和蛋白质，直接单独地和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用。去观察它
12、们的作用。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)含放射性同位素含放射性同位素3535S S的培养基的培养基培养培养大肠杆菌大肠杆菌含含3535S S的的大肠杆菌大肠杆菌含含3535S S标记的标记的T2T2噬菌体噬菌体培养培养噬菌体噬菌体含放射性同位素含放射性同位素3232P P的培养基的培养基培养培养大肠杆菌大肠杆菌含含3232P P的的大肠杆菌大肠杆菌含含3232P P标记的标记的T2T2噬菌体噬菌体培养培养噬菌体噬菌体（2 2）标记噬菌体：）标记噬菌体：2022-11-223.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传
13、物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22（3 3）实验过程：）实验过程：3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22 结果分析：结果分析：噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNADNA进入到了宿进入到了宿主细胞内主细胞内，蛋白质外壳，蛋白质外壳仍留在细胞外仍留在细胞外。子代子代噬菌体噬菌体的性状是通过亲代的的性状是通过亲代的DNADNA遗传的。遗传的。结论：结论：DNADNA是是噬菌体的噬菌体的遗传物质。遗传物质。3.1 DNA3.1 DNA是主要的
14、遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22思考思考讨论讨论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？作为实验材料具有哪些优点？2 2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作、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？过程中最大的困难是什么？细菌或病毒作为实验材料具有细菌或病毒作为实验材料具有以下以下优点优点：（1 1）个体很小，结构简单，）个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，
15、病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观细菌是单细胞生物，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。（察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。（2 2）繁殖快，细菌）繁殖快，细菌202030min30min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。从控制自变量的角度，从控制自变量的角度，艾弗里艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种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。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。最最大的困难是，大的困难是，如何彻底
16、去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋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）白质等）。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-223 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、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？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？思考思考讨论讨论 艾弗里采用的主要技术手段：艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定细菌的培养技术、物质
17、的提纯和鉴定技术等。技术等。赫尔希采用的主要技术手段：赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体噬菌体的的培养技术、同位素标记技术培养技术、同位素标记技术以及以及物质的提物质的提取取和分离技术等。和分离技术等。启示：启示：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。原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22只有只有DNADNA是遗传物质吗？是遗
18、传物质吗？有些病毒不含有有些病毒不含有DNADNA，只含有，只含有蛋白质和蛋白质和RNARNA，它们的遗传物，它们的遗传物质是什么呢？质是什么呢？烟草花叶病毒烟草花叶病毒HIVHIV病毒病毒新型冠状病毒新型冠状病毒3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)烟草花叶病毒感染和重建实验烟草花叶病毒感染和重建实验实验证明：实验证明：烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）的遗传物质是）的遗传物质是RNARNA。(TMV(TMV）蛋蛋白白质质RNARNA(TMV(TMV）2022-11-223.1 DNA3.1 DNA是主要的遗
19、传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22四、四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNADNA。少数少数RNARNA病毒只含病毒只含RNARNA而不含而不含DNADNA，在这些病毒中，在这些病毒中，RNARNA是遗传物质。是遗传物质。DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)思考思考DNA或或RNADNADNA2 2、烟草的遗传物质是什么？、烟草的遗传物质是什么？DN
20、A1 1、动物和人体的遗传物质是什么？、动物和人体的遗传物质是什么？3 3、细菌的遗传物质是什么？、细菌的遗传物质是什么？4 4、病毒的遗传物质是什么？、病毒的遗传物质是什么？2022-11-223.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-221 1、注射后能使小白鼠因患败血症而死亡的是（、注射后能使小白鼠因患败血症而死亡的是（）A.R A.R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B.B.加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C.C.加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D.D.加热杀
21、死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合2 2、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（了（）DNADNA是遗传物质是遗传物质RNARNA是遗传物质是遗传物质DNADNA是主要的遗传物是主要的遗传物质蛋白质不是遗传物质糖类不是遗传物质质蛋白质不是遗传物质糖类不是遗传物质DNADNA能产生可能产生可遗传的变异遗传的变异 A A.B B.C C.D D.课堂练习课堂练习DA3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)3.1 D
22、NA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-223 3、噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要、噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要()()A.A.噬菌体的噬菌体的DNADNA和氨基酸和氨基酸 B.B.噬菌体的噬菌体的DNADNA和细菌的氨基酸和细菌的氨基酸 C.C.细菌的细菌的DNADNA和氨基酸和氨基酸 D.D.细菌的细菌的DNADNA和噬菌体的氨基酸和噬菌体的氨基酸4 4、赫尔希和蔡斯用、赫尔希和蔡斯用3232P P标记的标记的T2T2噬菌体与无噬菌体与无3232P P标记的大肠杆菌混合培养，标记的大肠杆菌混合培养
23、，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是（）A.A.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离菌分离B.B.3232P P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C.C.如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性较高如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性较高D.D.噬菌体吸收和利用培养基中含有噬菌体吸收和利用培养基中含有3232P P的核苷酸从而被标记的核苷酸从而被标
24、记课堂练习课堂练习BD3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22课堂练习课堂练习5 5、关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是（侵染细菌实验的叙述，正确的是（）A.A.实验都运用了同位素示踪技术实验都运用了同位素示踪技术B.B.实验都证明了实验都证明了DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质C.C.艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照D.D.实验思
25、路都是设法把实验思路都是设法把DNADNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应6 6、下列关于下列关于“DNA“DNA是主要遗传物质是主要遗传物质”叙述或理解最准确的是（）叙述或理解最准确的是（）A.A.多数生物的遗传物质是多数生物的遗传物质是DNADNA，少数生物的遗传物质是，少数生物的遗传物质是RNARNAB.B.大肠杆菌的遗传物质主要是大肠杆菌的遗传物质主要是DNADNAC.HIVC.HIV病毒的遗传物质主要是病毒的遗传物质主要是RNARNAD.D.人的遗传物质人的遗传物质主要主要是是DNADNADA3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（201
26、92019）课件(共2828张PPT)PPT)3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)2022-11-22拓展应用拓展应用1、实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主、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要是DNADNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆，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，释放出的子代噬菌体是菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，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。以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。2 2、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，、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：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力；结构比较稳定，程；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定，等等。等等。3.1 DNA3.1 DNA是主要的遗传物质-高中生物必修二（20192019）课件(共2828张PPT)PPT)
