3.1DNA是主要的遗传物质课件20232024高一下学期生物人教版必修二

3.1DNA是主要的遗传物质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染色体染色质蛋白质20世纪中叶科学家发现：染色体主要由组成。蛋白质和DNA

蛋白质DNA20世纪中叶，染色体由蛋白质和DNA组成已经为人们所知，但是对于谁是遗传物质仍然存在争议。作为遗传物质，应该具备哪些特点？①能贮存大量的遗传信息。③具有一定的稳定性。②可以复制，并能传递给后代。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。没发现其他大分子有类似的结构特点。

20世纪20年代蛋白质是生物体的遗传物质。

20世纪30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的化学组成包括磷酸、碱基、脱氧核糖。意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。

蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。对遗传物质的早期推测（阅读课本P42）蛋白质是遗传物质的观点格里菲斯肺炎链球菌实验菌落荚膜毒性R型菌粗糙

荚膜________

S型菌光滑

荚膜________

有毒

无

有

无毒

多糖类荚膜（具有保护作用）肺炎链球菌：S、R型细菌的区别第一组不死亡第二组死亡第三组不死亡第四组死亡注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热致死的S型细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射1.第一、二两组实验在整个实验中起什么作用？2.对比第二、三组实验，说明什么？二.肺炎链球菌的体内转化实验：（1928年，格里菲思）起对照作用，证明活的S型菌有毒性，R型菌无毒性加热杀死的S型菌不能使小鼠死亡

3.第四组小鼠为何死亡？死亡小鼠体内能分离出S型活菌，说明什么？推测导致小鼠死亡的S型活菌是从哪里来的？3.对实验结果的解释无毒性的R型活细菌有毒性的S型菌与加热杀死的S型菌混合＋＋格里菲思的推论：已经加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型活细菌转化为S型活细菌。繁殖转化因子究竟是什么物质呢？判断：

1.格里菲思（F.Griffith）用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果证明了DNA是遗传物质错，格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质

2.格里菲思（F.Griffith）第四组实验，从死亡的小鼠体内只能分离出S型的活细菌。错，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是一小部分R型细菌被转化成S型细菌。因此小鼠体内既有S型活细菌，也有R型活细菌。三.肺炎链球菌的体外转化实验：（20世纪40年代，艾弗里）P43关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。

思考1：S型细菌的主要组成成分是什么？其中能使R型细菌转化为S型细菌的物质（转化因子）是什么呢？思考2：如何设计实验找出转化因子？加热杀死的S型菌多糖脂质蛋白质DNA多糖

脂类

蛋白质RNADNA加热杀死的S型细菌在杀死的S型细菌中含有哪些物质？但究竟哪一个才是转化因子呢？关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。三.肺炎链球菌的体外转化实验：（20世纪40年代，艾弗里）（分离提纯法）P43三.肺炎链球菌的体外转化实验：（20世纪40年代，艾弗里）2.实验过程：一、R型菌+S型菌细胞提取物二、R型菌+S型菌细胞提取物+蛋白酶三、R型菌+S型菌细胞提取物+RNA酶四、R型菌+S型菌细胞提取物+酯酶五、R型菌+S型菌细胞提取物+DNA酶R型菌+S型菌R型菌+S型菌R型菌+S型菌R型菌+S型菌R型菌思考：1.分析实验变量？2.对照实验如何进行的？自变量：是否加入酶及酶的种类；因变量：培养基中是否有活得S菌。第一组为空白对照组。第二至五组为实验组。每组特异性的去除一种物质，观察S菌的活性。DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(转化因子)。蛋白质，糖类等不是。

与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”。加法原理

在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”；与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”；减法原理S型细胞提取物去掉蛋白质去掉RNA去DNA①常温放置H2O2溶液②90℃加热③加2滴FeCl3溶液④加2滴H2O2酶该实验的设计遵循哪些原则？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）有没有比细菌更简单的实验材料及更有说服力的实验呢？1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。

虽然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。另外，当时科学界普遍认为蛋白质是遗传物质。一.病毒：（T2噬菌体）噬菌体侵染大肠杆菌的实验蛋白质外壳DNA资料：T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。2.生活方式：专门寄生于大肠杆菌中3.病毒侵染细菌的过程：释放合成→注入→吸附→组装→噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯成分只有蛋白质和DNA。繁殖时，将遗传物质导入大肠杆菌，利用寄主物质合成自身，其他物质保留在体外。T2噬菌体的模式图T2噬菌体特点：因此，要想证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：噬菌体要将谁导入大肠杆菌体内！如何才能知道噬菌体的蛋白质和DNA究竟哪个进入细菌？用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质放射性同位素标记法蛋白质的组成元素：

DNA

的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P研究方法35S标记蛋白质32P标记DNA为什么不选C、H、O、N的同位素？DNA和蛋白质都含有C、H、O、N，用它们的同位素标记噬菌体会同时标记DNA和蛋白质，无法分辨出噬菌体将谁导入大肠杆菌体内。如何培养含放射性35S和32P的T2噬菌体？能否直接用含35S、32P的普通培养基来培养噬箘体？不能。3.放射性同位素标记法病毒无细胞结构，专营寄生生活，培养基中无法存活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2、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验（1952年）离心在新形成的噬菌体中没有检测到35S细菌裂解沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高检测搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体用标记的噬菌体侵染未标记的细菌混合：搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。离心:2、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验（1952年）实验过程在新形成的部分噬菌体中检测到32P细菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低检测搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体

结论：噬菌体侵染细菌时，DNA进入宿主细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外，DNA才是噬菌体的遗传物质。2、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验（1952年）实验过程（1）合成DNA的模板：

合成DNA的原料：（2）合成蛋白质的原料：

合成蛋白质的场所：噬菌体DNA大肠杆菌内的四种脱氧核苷酸大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体如何合成子代噬菌体？用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性噬菌体侵染细菌的实验回看35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分导致部分噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？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。

1928年1944年1952年格里菲斯肺炎链球菌的转化实验艾弗里赫尔希蔡斯噬菌体侵染实验(体外转化)(体内转化)S型菌中有“转化因子”令R→S“转化因子”是DNADNA是遗传物质蛋白质等其它物质不是遗传物质DNA是遗传物质能否说明DNA是自然界所有生物的遗传物质？DNA是唯一的遗传物质吗？四、少数病毒的遗传物质是RNA蛋白质RNA分别侵染健康烟草植株患病不患病得到病毒不能得到病毒烟草花叶病毒组分

单独侵染烟草实验烟草花叶病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒DNA是主要的遗传物质（含有DNA和RNA）（含有DNA或RNA）DNA病毒RNA病毒细胞生物无细胞生物（如病毒）遗传物质为RNA遗传物质为DNA真核生物原核生物就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某种生物来说，遗传物质是唯一的，只能是DNA或RNA，不能说某种生物的遗传物质主要是DNA。生物1

豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质2大肠杆菌的遗传物质是RNA判断错错1一切生物的遗传物质是__________核酸2生物的主要遗传物质是__________DNA3原核生物的遗传物质是__________DNA4真核生物的遗传物质是__________DNA5病毒的遗传物质是____________DNA或RNA6具有细胞结构的生物遗传物质是_______DNA下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是A．引发禽流感的病原体

B．烟草花叶病毒C．T2噬菌体

D．引起AIDS的病原体C1.不同生物的遗传物质教材热点拓展JIAOCAIREDIANTUOZHAN生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类______________________DNA和RNA体内碱基种类__种__种__种体内核苷酸种类__种__种__种遗传物质_____________________实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人DNA或RNADNA和RNADNA或RNADNADNA458854实验肺炎链球菌体内转化实验（格里菲斯1928）肺炎链球菌体外转化实验（艾弗里等1944）噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯1952）烟草花叶病毒感染实验DNA是遗传物质“转化因子”是DNA存在“转化因子”结论RNA是RNA病毒的遗传物质蛋白质和核酸对于高温的耐受力不同。在80~100℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。肺炎双球菌转化实质是指S型细菌的DNA进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA中，即发生了基因重组。结果在S型细菌DNA的控制下，利用R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。注意：并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是一小部分R型细菌被转化成S型细菌。思考：在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？转化实质是什么？下面是某兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其拓展资料完整。(1)实验目的：略。(2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。(3)实验步骤：第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，____________________________________________