3.1 核酸是遗传物质 课件高一上学期生物浙科版必修1

第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质肺炎链球菌转化实验及噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒的感染和重建实验刘瑶瑶

116办公室导入1865年，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制，提出遗传因子的分离定律和自由组合定律。1910年，摩尔根通过果蝇眼色遗传实验证明：基因位于染色体上。1903年，萨顿提出遗传的染色体学说1909年，约翰逊首次提出“基因”一词来代替“遗传因子”

控制生物性状世代传递的基因到底是什么物质呢？基因是什么物质呢？P48DNA分子蛋白质染色体是基因的载体染色体的化学成分？基因位于染色体上20世纪中叶，科学家发现：染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。蛋白质

染色体DNA少量RNA非组蛋白组蛋白P4820世纪50年代以前，支持率很高20世纪30年代少数支持蛋白质和DNA谁是遗传物质？1.肺炎链球菌转化实验2.噬菌体侵染细菌实验P51

(放射性同位素标记法）DNA是遗传物质的证据离体转化实验(艾弗里)P49最后一段活体转化实验(格里菲思)P49第一段DNA蛋白质肺炎链球菌P48多糖类荚膜作用：使菌体不易受到宿主免疫系统的破坏有毒性，使人患肺炎或使小鼠患败血病无毒性菌落菌体菌落光滑毒性菌落粗糙有荚膜(多糖)无荚膜败血症：病原微生物侵入血液循环并生长繁殖,产生大量毒素和代谢产物引起严重毒血症症状的全身感染综合征。R型和S型肺炎链球菌菌落形态??菌种鉴定的重要依据——菌落形态P48P49小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡加热杀死的S型和R型活菌混合加热杀死的S型S型活菌R型活菌②①③④分离出活的S型菌活体肺炎链球菌转化实验格里菲思活体肺炎链球菌转化实验------格里菲思P491.分析该实验的自变量2.第四组中分离出的S型活菌，是加热杀死的S型细菌复活了吗？注入的肺炎链球菌的类型和活性不是，通过第三组可以排除这种可能。P493.本实验能得出什么结论？加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。活体肺炎链球菌转化实验------格里菲思

转化因子是什么物质呢？离体肺炎链球菌的转化实验P49艾弗里为探究“转化因子”

，艾弗里进行离体细菌转化实验必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是转化因子。

艾弗里对S型细菌中的物质进行提取，抽提出DNA、蛋白质和荚膜多糖等物质，以离心的方法将其分离，分别加入已培养了R型细菌的培养基中。P50蛋白质荚膜多糖DNADNA+DNA酶1.分析该实验的自变量2.分析该实验的方法3.如何区分R型和S型菌4.本实验能得出什么结论酶解法、细菌离体培养培养基中加入的S型菌的成分根据菌落的形态（光滑/粗糙）只有DNA组分能够把R型菌转化为S型菌离体肺炎链球菌的转化实验——艾弗里R型肺炎链球菌S型肺炎链球菌P50蛋白质荚膜多糖DNADNA+DNA酶思考1：第3组实验是否所有R型菌都转化为S型菌？不是，由于DNA纯度、两种菌体的亲缘关系等原因，仅少部分转化。离体肺炎链球菌的转化实验——艾弗里R型肺炎链球菌S型肺炎链球菌思考2：直接给小鼠注射S型菌的DNA是否能使其患败血症？不能，S型活菌可使小鼠患病。活体转化实验，S型菌DNA进入R型菌后利用其成分合成DNA和蛋白质组装了S型菌，故而使小鼠死亡。肺炎链球菌转化实验对比格里菲斯的活体转化实验艾弗里的离体转化实验培养细菌的场所自变量观察现象实验技术方法实验结论小鼠体内培养基（体外）注射的肺炎链球菌的类型、活性加入培养基的S型菌的成分小鼠的死活（肺炎链球菌的毒性）菌落的形态（菌落类型）注射法酶解法、细菌培养技术加热杀死的S型细菌内存在转化因子S型细菌的DNA是转化因子

肺炎链球菌转化实验：证实DNA是遗传物质的最早证据来源；证实论断：DNA是遗传物质，DNA赋予了生物的遗传特性。充分运用了

原则和

原则。对照单一变量P50

DNA是肺炎链球菌的遗传物质新的思考

由于“遗传物质是蛋白质”的理论根深蒂固，再加上当时的DNA提纯技术不够精准，一些学者仍然深深怀疑“DNA是遗传物质”，认为艾弗里实验中的DNA由于混有少量的蛋白质，才引起细菌的转化。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？噬菌体侵染细菌的实验分析P51赫尔希蔡斯T2噬菌体模式图T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。噬菌体细菌噬菌体侵染细菌图P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯P51噬菌体侵染细菌过程细菌裂解，新噬菌体释放，再去侵染其他的细菌。DNA

和蛋白质外壳组装子代噬菌体噬菌体利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质噬菌体的尾端吸附在细菌表面噬菌体把DNA全部注入细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外吸附注入合成组装释放◎P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯(放射性)同位素示踪法/标记法1.赫尔希、蔡斯采用了怎样的实验方法？1——C、H、O、N、P——C、H、O、N、S2.要对DNA或蛋白质进行特异性标记，应该标记哪种元素？231P32P32S35S√√特征元素P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯怎样标记噬菌体，能否用含有放射性元素的培养基直接培养噬菌体？301用分别含有35S

和32P的培养基培养大肠杆菌；02用噬菌体分别侵染带标记的大肠杆菌；03制备分离只含35S或只含32P的噬菌体。不能标记细菌标记噬菌体P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯35S标记蛋白质标记侵染搅拌、离心检测放射性实验过程：思考：搅拌和离心的目的分别是什么？未标记的大肠杆菌·搅拌：使细菌与留在细菌外的噬菌体残留部分分离·离心：使细菌沉到试管底部，噬菌体残留部分位于上层，分层P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯标记侵染搅拌、离心检测放射性实验过程：思考：离心后上清液是什么？沉淀物是什么？·上清夜中是较轻的噬菌体蛋白质外壳；而沉淀物中是被侵染的大肠杆菌。35S标记蛋白质35S主要在悬浮液P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯标记侵染搅拌、离心检测放射性实验过程：35S标记蛋白质35S主要在悬浮液分析：用35Ｓ标记噬菌体，沉淀中的放射性增高，可能原因有什么？由于搅拌不充分，含35Ｓ噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀中。新形成的噬菌体中没有检测到35S

放射性的蛋白质外壳附着在宿主细胞的外面。P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯32P标记DNA新形成的噬菌体中检测到32P放射性主要出现在沉淀物，说明了噬菌体的DNA进入大肠杆菌，并且能在子代中检测到放射性。P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯32P标记DNA新形成的噬菌体中检测到32P分析：32P标记噬菌体实验，悬浮液放射性升高，可能原因有什么？①由于培养时间过短（部分含32P的噬菌体还未侵染大肠杆菌细胞，离心后到悬浮液）②培养时间过长（含32P的噬菌体大量增殖并裂解细菌释放子代，进入悬浮液）P51噬菌体侵染细菌的实验分析——赫尔希和蔡斯2、为什么分别标记DNA和蛋白质？1、在两组实验中，子代噬菌体能检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质外壳，说明了什么？亲代噬菌体的DNA参与子代DNA的形成，并利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。设计思路：分离DNA和蛋白质，单独观察其作用；·只能检测放射性存在部位，无法确定是何种元素的放射性，故无法同时标记。

DNA是T2噬菌体的遗传物质P48蛋白质

染色体DNA少量RNA非组蛋白组蛋白1.肺炎链球菌转化实验2.噬菌体侵染细菌实验(放射性同位素示踪法）DNA是遗传物质的证据离体转化实验(艾弗里)活体转化实验(格里菲思)蛋白质和DNA谁是遗传物质？蛋白质和DNA谁是遗传物质？小结

DNA是生物界唯一的遗传物质吗？P53探究RNA病毒的遗传物质

随着对病毒研究的逐渐深入，科学家发现许多病毒中含有RNA，却没有DNA。例如烟草花叶病毒、艾滋病病毒、冠状病毒、流感病毒、脑炎病毒等。烟草花叶病毒艾滋病病毒冠状病毒流感病毒

在这类病毒中遗传物质是什么呢？烟草花叶病毒的感染和重建实验背景知识：烟草花叶病毒是RNA病毒，在感染植物时，会出现花叶症状，生长陷于不良状态。烟草花叶病毒Tobaccomosaicvirus（简称TMV）感染烟草花叶病毒后的病斑烟草花叶病毒感染烟草实验P531.为了使实验更有说服力，需要加一个实验组，怎样设计？用RNA酶处理提取的烟草花叶病毒RNA，随后侵染烟草，观察病斑情况2.通过本实验可以得到什么结论？烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。+RNA酶烟草花叶病毒的重建实验P53通过本实验可以得到什么结论？结论：繁殖所得病毒类型取决于提供RNA的株系。不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草A型后代病毒的组分？降解的作用：使蛋白质和RNA分离RNAA和蛋白质A？不同生物的遗传物质P51（含有DNA或RNA）DNA病毒RNA病毒细胞生物

非细胞生物（病毒）遗传物质为RNA自然界中绝大多数生物的遗传物质为DNA，所以DNA是主要的遗传物质遗传物质为DNA真核生物原核生物生物（含有DNA和RNA）☆RNA病毒只含RNA而不含DNA，RNA是遗传物质。P51核酸是遗传物质DNA是遗传物质的直接证据格里菲思的活体转化实验艾弗里的离体转化实验加热杀死的S型菌体内含转化因子S型菌的DNA是转化因子（遗传物质）噬菌体侵染细菌的实验分析T2噬菌体的遗传物质是DNA有些病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒感染与重建实验DNA是主要的遗传物质牛刀小试P51判断：烟草的遗传物质是RNA。☆对于某一个生物来说，其遗传物质只能是一种核酸，即