【课件】DNA是主要的遗传物质-2022-2023学年高一生物人教版必修2

1、第一节 DNA是主要的遗传物质第3章 基因的本质1.说出肺炎双球菌体内、体外转化实验的过程和结论。2.说出肺炎双球菌体外转化实验的设计思路。3.分辨自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。学习目标：1提出“遗传因子”，并总结遗传规律孟德尔2把“遗传因子”命名为基因约翰逊3提出基因在染色体上的假说萨 顿4实验证明基因位于染色体上摩尔根科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质5遗传物质的探索DNA? 蛋白质20世纪20年代：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。蛋白质是生物体的遗传物质20世纪30年代：DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的

2、生物大分子。但由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。一、对遗传物质的早期推测艾弗里赫尔希格里菲思 向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁呢？蔡斯实验材料：小白鼠和R型、S型肺炎链球菌项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无致病（毒）性表面光滑 Smooth表面粗糙 Rough有（人鼠患肺炎，小鼠败血症死亡）无多糖荚膜 1928年，格里菲思二、肺炎链球菌的体内转化实验无多糖荚膜阅读课本43页的旁栏，思考：S型肺炎链球菌的致病性是直接由多糖类荚膜引起的吗？不是，是由于多糖类荚膜的保护作用使得S型肺炎链球菌可以抵抗吞噬细胞的吞噬小组讨论实验中控制单一变量和设置对照组。

3、自变量：注射的菌种类型因变量：小鼠的存活情况无关变量：小鼠的生理状况、菌种注射计量等格里菲思实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么?格里菲思是如何设计实验的？肺炎链球菌体内转化实验过程第一组小鼠不死亡结论：R型活细菌无致病性第二组小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活菌注射S型活细菌S型活细菌有致病性加热致死的S型细菌无致病性第三组小鼠不死亡注射加热致死的S型活细菌第四组小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入 R型活细菌S型活细菌转化死S型注射R型活细菌二、肺炎链球菌的体内转化实验 1928年，格里菲思结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化

4、为S型活细菌的活性物质转化因子这种转化因子究竟是什么物质呢？多糖脂质 蛋白质RNA DNA多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌这种转化因子究竟是什么物质呢？ 艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物（直接分离法）。三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事）第一组R型细菌S型细菌有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合现象：培养基上有R型、S型两种细菌分析：去除绝大多数蛋白质、糖类和脂质后，细胞提取物仍然具有转化活性。第二至第四组R型细菌S型细菌有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合蛋白酶(或RNA酶、酯酶)现象：培养基上有R型、S型

5、两种细菌分析：分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性。三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事）第五组只长R型细菌有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合DNA酶现象：培养基上只有R型分析：用DNA酶处理后，细胞提取物失去转化活性三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事） 艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。实验思路：在S型细菌的提取物中，分别加酶去除某种物质，观察能否使得R型细菌发生转化。三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事）实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质实验同时说明：

6、蛋白质等物质不是遗传物质三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事）已经加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的活性物质转化因子格里菲思实验的结论是什么?艾弗里实验的结论是什么？DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 。总结：肺炎链球菌的体内和体外转化实验精讲点拨加法原理与减法原理“加法原理”和“减法原理”是在对照实验中，控制变量时可以采用的科学方法。减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。加法原理：在对照实验中，与常态比较，人为施加某种影响因素称为“加法原理”。在比较过氧化氢在

7、不同条件下的分解实验，给予高温、施加酶、Fe3+等条件，观察实验结果在肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。AB疑问：疑问： 是否有更好的实验材料,可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？赫尔希和蔡斯：实验材料T2噬菌体 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体的结构模式图一种专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。头部和尾部的外表是由蛋白质构成，头部内含有DNA。（一）实验材料：T2噬菌体 四、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验（二）研究方法：放射性同位素标记法 蛋白质的组成元素：D N A 的组成元素：C、H、O、

8、N、SC、H、O、N、P 用35S标记噬菌体的蛋白质用32P标记噬菌体的DNA 资料：在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明：S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。 思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？能不能同时用35S和32P标记噬菌体呢？（二）研究方法：放射性同位素标记法 在分别含有32P和35S的培养基中培养细菌分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体如何标记噬菌体呢？直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体可以吗？1、先培养细菌2、再培养噬菌体标记噬菌体的方法大肠杆菌含35

9、S的培养基 含35S的大肠杆菌大肠杆菌含32P的培养基 含32P的大肠杆菌第二步：标记T2噬菌体噬菌体含35S的大肠杆菌 含35S的噬菌体噬菌体含32P的大肠杆菌 含32P的噬菌体第一步：标记大肠杆菌第三步：已标记T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌分别用35S或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。第四步：保温、搅拌离心培养液第五步：检测上清液和沉淀物的放射性第六步：检测子代噬菌体的放射性（三）实验过程搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心的目的：让上清液中析出T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌结果说明：侵染大肠杆菌时噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外结果说明：侵染大肠杆菌时噬菌体

10、的DNA进入细菌的细胞中 在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，DNA才是噬菌体的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明实验结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质（四）实验结论侵入别的细菌吸附注入合成组装(裂解)释放注入释放合成组装吸附（五）噬菌体侵染细菌的动态过程 噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，进入细菌内部的是噬菌体的_ ，利用的是_的原料合成子代。大肠杆菌DNA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。可能搅拌不充分。有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细

11、菌离心到沉淀物中。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，部分子代噬菌体已经释放。 DNA是遗传物质1928年 格里菲思 体内转化实验1944年 艾弗里体外转化实验1952年 赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验DNA是所有生物的遗传物质吗？ 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。五、RNA是遗传物质的实验证据只由蛋白质和RNA构成1.实验材料：烟草花叶病毒（一）RNA是遗传物质的实验证据 五、生物的遗传物质2.实验过程：RNA 蛋白质 感染 不感染 烟草花叶病毒烟草 烟草 得花叶病不得花叶病结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。分离

12、 少数病毒的遗传物质是RNA。如：烟草花叶病毒、SARS病毒、流感病毒、艾滋病病毒（HIV）等。生物界细胞生物非细胞生物RNA病毒：艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒等DNA病毒：噬菌体、乙肝病毒等原核生物：蓝细菌、其他细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体等真核生物：植物、动物、真菌、原生生物遗传物质是RNA遗传物质是DNA 核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。遗传物质具有的特点能自我复制(前后代保持一定的连续性)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和代谢的过程。

13、具有多样性(能储存大量的遗传信息)分子结构相对稳定(特定情况下能产生可遗传的变异)1.格里菲思用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果：A.证明了DNA是遗传物质 B.证明了RNA是遗传物质C.证明了蛋白质是遗传物质 D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质练习:2.艾弗里的肺炎链球菌转化实验及赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了：A.DNA是主要的遗传物质 B.染色体是遗传物质的载体C.DNA是遗传物质 D.RNA是遗传物质4.用噬菌体去感染含有大量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5、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是：A、在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的B、在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的C、在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的