必修2 第3章第1节 DNA是主要遗传物质

1、1919世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是物的性状是由由_控制的控制的。遗传因子（基因）遗传因子（基因）20世纪初期世纪初期,摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于_上。上。染色体染色体 20世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：科学家发现：染色体主要由染色体主要由 _ （成分）组成。（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体蛋白质和DNA 蛋白质和蛋白质和DNADNA， 哪一种是遗传物质哪一种是遗传物质? ?第三章第三章 基因的本质基因的本质第一节第一节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 20世纪30年代人

2、们认识到 蛋白质 是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 20世纪20年代 人们认识到 DNA 是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子 脱氧核苷酸有4种，每种有一个特定的碱基。蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。一、遗传物质的早期推测阅读课本P43-44页，思考以下问题1、格里菲斯用的实验材料是什么？有什么类型？有什么特征？2、实验过程是怎样的？有什么实验现象？3、从这个实验能得到什么结论？1928，英国科学家格里菲思（F.Griffith）类型类型 菌落菌落 菌体菌体毒性毒性肺炎双球菌和小鼠二、肺炎双球菌的转化实验光滑（光滑

3、（smooth)smooth)粗糙粗糙(rough)(rough)有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜有毒性，可致死有毒性，可致死无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无毒性无毒性实验材料：R R型菌型菌S S型菌型菌第第1组：组：第第2组：组：第第3组：组：第第4组：组：不死亡不死亡死亡死亡S S型活细菌型活细菌不死亡不死亡死亡死亡S S型活细菌型活细菌2、实验过程：对比分析对比分析1.21.2组实验说明了什么？组实验说明了什么？对比分析对比分析2、3组实验说明了什么？组实验说明了什么？对比分析对比分析1 1、3 3、4 4组实验说明了什么？组实验说明了什么？活的活的S S型细菌型细菌使小鼠死亡，使小鼠死亡，

4、R型细菌不能。型细菌不能。加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌不能使小鼠死亡。不能使小鼠死亡。加热杀死的加热杀死的S S型细菌能把型细菌能把R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌型细菌。对实验结果的解释无毒性的R型活细菌有毒性的S型活细菌后代转化与加热杀死的S型菌混合+ 死亡的S型细菌具有某种活性物质(转化因子)，可使R型细菌转化为S型细菌。推论第四组实验肽聚糖磷脂、蛋白质DNA但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？ 艾弗里及同事的设计思路中最关键的是什么？艾弗里及同事的设计思路中最关键的是什么？2. 实验结论是什么？实验结论是什么？2.艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外

5、转化实验设法把DNA和蛋白质等分开,单独地、直接地去观察它们的遗传作用。DNA是转化因子，即DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。R R型型S S型型R R型型将DNA分解 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。思考：1、那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？ 设法把DNA和蛋白质彻底分开，然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路：2、有没有比细菌更为简单的实验材料？背景知识背景知识1二、二、T T2 2噬菌体侵染大肠杆菌的实验（赫尔希和蔡斯）噬菌体侵染大肠杆菌的实验（赫尔希和

6、蔡斯）T T2 2噬菌体噬菌体噬菌体是什么生物？噬菌体是什么生物？生存方式是什么？生存方式是什么？组成成分有什么特点？组成成分有什么特点？噬菌体是一种专门寄噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的生在大肠杆菌体内的DNADNA病毒病毒, ,噬菌体中噬菌体中,60%是蛋白质，是蛋白质，40%是是DNA小资料:噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖。T T2 2 噬菌体的特点噬菌体的特点 是一种专门是一种专门寄生寄生在大肠杆菌体内的病毒在大肠杆菌体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内

7、含有头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNADNA在在自身遗传物质自身遗传物质的指导下进行繁殖的指导下进行繁殖, ,原料原料来自大肠杆菌来自大肠杆菌 噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体侵染过程练习阅读P45页，思考以下问题1、赫尔希和蔡斯的实验思路是什么？2、用的实验材料是什么？3、赫尔希和蔡斯用哪种元素来标记T2噬菌体？能用标记14C、3H、18O来做这个实验吗？4、赫尔希和蔡斯是怎样标记T2噬菌体的？5、能直接用35S和32P普通培养基培养噬菌体吗？5、赫尔希和蔡斯的实验是怎样进行的？3、实验材料：T T2 2噬菌体、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌2、实验方法：同位素标记（示踪）法同位素

8、标记（示踪）法C C、H H、O O、N N、S SC C、H H、O O、N N 、P P S S P P 1、实验思路：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用二、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）二、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）过程探究赫尔希和蔡斯的实验： 如何让噬菌体被标记？问题问题: :为什么不能直接用为什么不能直接用普普通培养基培养噬菌体？通培养基培养噬菌体？病毒没有细胞结构，专营寄生生活，病毒没有细胞结构，专营寄生生活，不能在培养基中存活。不能在培养基中存活。离心离心离心离心实验过程：实验过程：保温

9、保温1、离心后沉淀物和上清液的成分是什么？、离心后沉淀物和上清液的成分是什么？保温保温7.实验结果：实验结果：1、用、用35S标记蛋白质的一组，标记蛋白质的一组， 放射性高，放射性高， 放射性低，说明放射性低，说明 。2、用、用32P标记标记DNA的一组，的一组， 放射性高，放射性高， 放射性低，说明放射性低，说明 。8.实验结论：实验结论： 沉淀物沉淀物上清液上清液沉淀物沉淀物上清液上清液DNA进入细菌体内，子代噬菌体的各种性状是通进入细菌体内，子代噬菌体的各种性状是通过亲代过亲代DNA遗传的，遗传的，DNA才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。蛋白质没进入细菌体内蛋白质没进入细菌体内DN

10、ADNA进入细菌体内进入细菌体内思考讨论：思考讨论：1.为什么用为什么用35S标记的标记的A组实验，沉淀物中也有少组实验，沉淀物中也有少量的放射性？放射性从何而来？量的放射性？放射性从何而来？2.为什么用为什么用32P标记的标记的B组实验，上清液中也有少组实验，上清液中也有少量放射性？导致放射性的可能原因有哪些？量放射性？导致放射性的可能原因有哪些？搅拌不充分，搅拌不充分，含有少量含有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性物中出现少量的放射性保温时间过短保温时间过短，部分噬菌体没

11、有侵染到大肠杆，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内菌细胞内保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代噬菌体放出子代噬菌体DNA是唯一的遗传物质吗？流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？蛋白质RNA背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果RNA病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒重建实验课堂总结课堂总结染色体DNA蛋白质肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒少数的遗传物质是RNADNA是主要的遗传物质DNA是遗传

12、物质DNA主要存在于染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体。随堂练习1、注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） AR型肺炎双球菌 B加热杀死后的R型肺炎双球菌 C加热杀死后的S型肺炎双球菌 D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合2、T2噬菌体的结构组成为 （ ） A蛋白质、脂类B糖类、蛋白质 C蛋白质、DNAD蛋白质、RNA DC3、T2噬菌体浸染大肠杆菌的正确顺序是（ ） A注入吸附释放组装复制 B复制组装释放吸附注入 C吸附注入合成组装释放 D吸附注入组装复制释放 3、 T2噬菌体浸染大肠杆菌时，不被注入的是（ ）ADNAB蛋白质 CDNA和蛋白质 D都被注入CB作业：1、赫尔

13、希和蔡斯是怎样标记T2噬菌体的？2、赫尔希和蔡斯的实验是怎样进行的？3、能不能用标记C、H、O来做这个实验？ 2、关于遗传物质的叙述，正确的是()A遗传物质是染色体的组成成分，但不是染色质的组成成分B没有DNA的生物，也就没有遗传物质C原核生物的遗传物质是RNAD凡有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA1、为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为()A用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌B用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌C将一组噬菌体用32P和35S标记D一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳DD课堂练习3、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体

14、后，含32P的应是( ) A 子代噬菌体DNA B 子代噬菌体蛋白质外壳 C子代噬菌体所有部分 D 子代噬菌体不含32P4、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应( ) A、随细菌的解体而消失 B、发现于噬菌体外壳和DNA中 C、仅发现于噬菌体的DNA中 D、仅发现于噬菌体的外壳中AB谢谢大家实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）（1）加入DNA酶的组意图何在？（2 2）分析实验结果，能得出什么结论？）分析实验结果，能得出什么结论？将DNA分解艾弗里的实验思路艾弗里的实验思路肺炎双球菌（S型细菌和

15、R型细菌）、细菌培养基将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合培养。观察其后代有无S型细菌出现。实验步骤：预期结果：实验结果：分析结论：只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌DNA是遗传物质提出问题：S型细菌中的哪种物质是转化因子作出假设：DNA或蛋白质是转化因子实验材料：DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质 2、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验 1944肺炎双球菌转化实验分析肺炎双球菌转化实验分析体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验者实验者格思菲思格思菲思艾弗里及同事艾弗里及同事培养细培养细菌菌小鼠小鼠( (体内体内

16、) )培养基培养基( (体外体外) )实验结实验结果果加热杀死的加热杀死的S S型细菌能使型细菌能使R R型细菌型细菌SS型细菌型细菌S S型细菌的型细菌的DNADNA使使R R型细型细菌菌SS型细菌型细菌实验结实验结论论S S型细菌体内有型细菌体内有“转化因转化因子子”S S型细菌的型细菌的DNADNA是遗传物是遗传物质质联系联系1.1.所用材料相同，都是所用材料相同，都是R R型和型和S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌2.2.体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是基础，仅说明S S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”，体外转化实验进一步证明，体外转化实验进一步证明“转化转化因子因子”

17、是是DNADNA3.3.两个转化实验都遵循对照原则两个转化实验都遵循对照原则噬菌体比大肠杆菌轻5、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验标记的实验32P标记的实验标记的实验标记部位标记部位放射性放射性情况情况上清液沉淀物蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液“放射性很高” 沉淀物“放射性很高”？沉淀物也有放射性上清液也有放射性分离不完全(噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染的噬菌体/释放的/未侵染的)很高很低很低很高细胞结构生物原核生物真核生物遗传物质是DNA非细胞结构生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：生物总结4

18、、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明。3、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。2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA。1、一切生物的遗传物质是核酸。学习目标学习目标知识目标知识目标 掌握证明掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论。理，以及从实验中得出的结论。能力目标能力目标 通过重演科学家发现通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设

19、计的基本步骤。学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。情感目标情感目标 概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。是不断深化、不断完善的过程。1. 分子结构具有相对的分子结构具有相对的稳定性稳定性2. 能够自我复制，使前后代保持一定的能够自我复制，使前后代保持一定的连续性连续性3. 能够能够贮存贮存大量的大量的遗传信息遗传信息4. 能够指导蛋白质的合成，从而控制新能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状陈代谢过程和性状作为遗传物质，必须具备的特点：活S型菌活R型菌S型菌(加热)S型菌(加热)+R型菌 注入鼠内注入鼠内

20、注入鼠内注入鼠内(体内有S型活菌)鼠死(体内有S型活菌)鼠活鼠活鼠死S菌能使小白鼠致病死亡R菌无毒性加热杀死的S菌不使小白鼠致死死亡的S菌能使R菌转化为S菌1、体内转化实验的过程和结果艾弗里转化实验艾弗里转化实验( (体外转化体外转化) )只有加入DNA，R型菌才转化为S型菌，DNA是“转化因子”结论：由肺炎双球菌转化实验可知：DNA是遗传物质S型活细菌 分别与R型活细菌混合培养RRRRRRS多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物赫尔希 蔡斯病毒：是一类没有细胞结构的生物。结构非常 简单，化学成分只含蛋白质和核酸1、病毒分类细菌病毒：噬菌体动物病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、SARS病毒、乙肝病毒植物病毒：烟草花叶病毒按寄主分按遗传物质分DNA病毒：噬菌体RNA病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、SARS病毒、乙肝病毒噬菌体的结构模式图噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA。特点： 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质