【课件】DNA是主要的遗传物质+课件高一下学期生物人教版必修2

DNA是重要的遗传物质19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的

性状是由

基因

控制的？20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于染色体上。

20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由

蛋白质和DNA（成分）组成。蛋白质DNA染色体一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代：蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。20世纪30年代：DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。

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。蛋白质和DNA，谁是遗传物质？20种4种实验材料：两种肺炎双球菌R型细菌菌落：粗糙，无荚膜，无毒多糖类荚膜S型细菌菌落：光滑，有荚膜，有毒，可致死1.肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思二、肺炎双球菌转化实验格里菲斯相关信息荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。肺炎链球菌注射R型活细菌小鼠不死亡A组注射S型活细菌小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌B组注射加热致死的S型细菌小鼠不死亡C组小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌D组将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射

所谓的死只是它没有了独立的感染能力，并不代表转化因子被彻底破坏。加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌。S型细菌使小鼠死亡A.R活小鼠不死亡B.S活小鼠死亡，分离出S活C.S死小鼠不死亡D.R活+S死小鼠死亡，分离出S活（1）对比A.B组的实验现象，说明了？（2）你如何理解C组中的加热杀“死”？［过程探究1］肺炎双球菌体内转化实验：（3）为什么D组会出现S型细菌？(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。为什么不是R型菌的基因突变？怎么排除呢？重复试验1、4组，获得相同的实验结果S型细菌和R型细菌转化的实质（4）在肺炎链（双）球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是（）(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。BS型细菌和R型细菌转化的实质【解析】体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：①ab段R型细菌数量减少的原因是_____。②bc段R型细菌数量增多的原因是______________。③后期出现的大量S型细菌是由____________________________而来的。小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖R型细菌转化成的S型细菌繁殖S型细菌和R型细菌转化的实质被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。？哪种物质是转化因子？［知识建构1］在杀死的S型细菌中含有哪些物质？多糖脂类蛋白质DNA加热杀死的S型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？格里菲思推论：蛋白质不能作为遗传物质的证据：①蛋白质不能进行自我复制②蛋白质在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定③蛋白质不能遗传给后代“是蛋白质！”“是DNA……”转化因子是什么？有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液第一组+S型细菌R型细菌第二至四组+S型细菌R型细菌混合混合第五组+混合只长R型细菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）2.肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里艾弗里结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；②被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；注意：①艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌③蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。只是少数R型细菌转化为S型细菌该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？

遵循单一变量原则和对照原则。

其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。

最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。如：与常态比较，人为增加某种影响因素。自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”应用场景：对照实验加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。

（eg.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。

（eg.艾弗里的肺炎链球菌转化实验）［过程探究2］艾弗里的实验过程与结果：S型活细菌多糖脂类蛋白质DNADNA+DNA水解酶分别与R型活细菌混合培养RRRRRS多数少数DNA的纯度越高，转化就越有效。只在加了DNA的组中出现S型细菌，说明了什么？只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌有没有可能是DNA上仍沾有的0.02%蛋白质是转化因子呢？有没有比细菌更为简单的实验材料？［过程探究2］艾弗里的实验分析：［知识建构2］DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质三、噬菌体侵染细菌的实验：赫尔希蔡斯1952年噬菌体利用放射性同位素标记技术1.T2噬菌体的结构模式图三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年⑴个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。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。⑵繁殖快。细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。以细菌或病毒作为实验材料具有的优点？同位素标记法2.研究方法：？DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记32P）（标记35S）32P标记的噬菌体主要组成元素C、H、O、N、P35S标记的噬菌体主要组成元素C、H、O、N、ST2噬菌体侵染大肠杆菌的过程1、吸附2、注入3、合成4、组装5、释放T2噬菌体的增殖增殖需要的条件内容模板

的DNA合成T2噬菌体DNA原料

提供的4种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料_________________场所_________________T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体3.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程制备含有放射性标记噬菌体过程示意图离心含35S培养基含35S细菌噬菌体侵染含35S细菌含35S噬菌体含32P培养基含32P细菌噬菌体侵染含32P细菌含32P噬菌体离心35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体侵染噬菌体将遗传物质注入大肠杆菌亲代噬菌体离心搅拌使吸附在大肠杆菌外的噬菌体分离使亲子代噬菌体分离获得含有子代噬菌体的大肠杆菌大肠杆菌子代噬菌体蛋白质含35S的噬菌体细菌（未标记）上清液（含T2噬菌体颗粒）沉淀（被感染的细菌和新形成的噬菌体）说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内离心搅拌①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质—含放射性物质35S—未检测到35S第三步：实验过程+DNA含32P的噬菌体细菌（未标记）离心搅拌——未检测到32P——检测到32P②用放射性同位素32P标记噬菌体内部DNA+上清液（含T2噬菌体颗粒）沉淀（被感染的细菌和新形成的噬菌体）说明DNA进入到细菌内去了［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验：第一组实验第二组实验亲代噬菌体35S标记蛋白质32P标记DNA子代噬菌体外壳蛋白质无35S标记DNA有32P标记实验结论DNA分子才是真正的遗传物质①②两组实验结果：结论：DNA才是真正的遗传物质主要技术手段：噬菌体培养技术、放射性同位素标记技术、物质的分离和提纯技术等。搅拌不充分理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌①35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？实际上保温时间长理论上上清液沉淀物若该大肠杆菌有一个噬菌体侵入实际上部分释放出来释放未来及侵染实际上保温时间短②32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？

证明DNA是遗传物质的实验格里菲思体内转化实验艾弗里的体外转化实验格里菲思艾弗里赫尔希蔡斯肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验实验者思路分离方式结论设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。酶解法:分别加入到R型菌中同位素标记法：标记DNA和蛋白质DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质格里菲思艾弗里赫尔希和蔡斯加热杀死的S型菌体内有“转化因子”三个经典实验对比提醒：几个实验均不能证明DNA是主要的遗传物质。针对自然界所有生物所有生物的遗传物质都是DNA吗？病叶正常叶烟草花叶病毒（TMV）蛋白质RNA（TMV）背景：烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质知识：组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。［过程探究4］烟草花叶病毒重建实验［知识建构4］烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA流感病毒艾滋病病毒SARS病毒烟草花叶病毒埃博拉病毒DNADNADNA1.大多数生物以

为遗传物质核酸DNA或RNA2.烟草的遗传物质是_______3.细菌的遗传物质是_______4.一切生物的遗传物质是______5.病毒的遗传物质是_________[知识建构5]