DNA是主要的遗传物质课件高一下学期生物人教版必修212

第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于上。19世纪中期：孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由控制。1909年：约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了个新名字20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分：。遗传因子基因染色体DNA和蛋白质一、对遗传物质的早期推测氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。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。20世纪20年代20世纪30年代没发现其他大分子有类似的结构特点。蛋白质是生物体的遗传物质对DNA结构没有清晰认识。

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“我们表示怀疑！”艾弗里赫尔希格里菲思蔡斯首先向“遗传物质是蛋白质”提出挑战的是谁？他做了什么实验？二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思艾弗里肺炎链球菌体内转化实验二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验1.科学家：格里菲斯【英】2.实验材料：肺炎链球菌、小鼠项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无毒性表面光滑

表面粗糙

可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡无多糖类的荚膜二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验不死亡死亡不死亡死亡注射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型细菌混合后注射说明加热致死的S型细菌无毒说明S型细菌有毒说明R型细菌无毒说明R型细菌转化成了S型细菌二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验组别实验过程实验结果1R型活细菌小鼠不死亡2S型活细菌小鼠死亡3S型死菌小鼠不死亡4R型活细菌+S型死菌小鼠死亡思考(1)格里菲思实验自变量是什么?因变量是什么？自变量：给小鼠注射的细菌种类及是否有活性；因变量：小鼠是否能存活及体内是否有活的S菌。(2)该实验遵循了什么原则？对照原则、单一变量原则（3）1.2组实验对照，说明了什么？R型细菌无致病性，无毒。S型细菌有致病性，能使小鼠死亡。（4）2.3组的实验，说明了什么？加热杀死的S型细菌无致病性。二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验组别实验过程实验结果1R型活细菌小鼠不死亡2S型活细菌小鼠死亡3S型死菌小鼠不死亡4R型活细菌+S型死菌小鼠死亡(5)第4组中的小鼠为什么死亡了？由于体内有活的S型细菌的作用(6)第4组活的S型细菌如何出现？活的R型细菌转变成了活的S型细菌。(7)什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。活R死S活S活性物质二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验格里菲思推论：已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化成为S型活细菌的活性物质------转化因子格里菲思肺炎链球菌体内转化实验二、肺炎链球菌的转化实验格里菲思艾弗里肺炎链球菌体内转化实验转化因子究竟是什么物质？肺炎链球菌体外转化实验●“当我读到格里菲思的结果时，我开始对“转化因子”的化学本质感兴趣，于是我和我的同事们开始了用培养基去替代小鼠实验……”----摘自《对引起肺炎双球菌形态转化的物质的化学特性的研究》(艾弗里等)二、肺炎链球菌的转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验

加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟谁是转化因子？S型细菌多糖多糖脂质蛋白质RNADNA脂质蛋白质RNADNA……S型死菌二、肺炎链球菌的转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验多糖

脂类

蛋白质

RNA

DNA加热杀死的S型细菌实验思路：把S型细菌的各种物质分开，单独、直接地观察它们的作用。“酶解法”，将物质一个个排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子去除二、肺炎链球菌的转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验

实验过程：破碎加热杀死的S型细菌，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质，获得S型细菌的细胞提取液细胞提取液中含有转化因子，而转化因子很可能是DNA。

实验结论：除此之外，本实验还能得出蛋白质等不是遗传物质二、肺炎链球菌的转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验实验过程归纳结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质艾弗里肺炎链球菌体外转化实验二、肺炎链球菌的转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验S型细菌的细胞提取物（含DNA、RNA、蛋白质等）去掉蛋白质去掉RNA去掉DNA自变量控制中的

加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。①常温放置H2O2溶液②90℃加热③加2滴FeCl3溶液④加2滴H2O2酶二、肺炎链球菌的转化实验

体内转化实验体外转化实验科学家培养场所实验结论联系小鼠体内培养基（体外）加热致死的S型细菌中存在某种“转化因子”，使得R型→S型DNA是“转化因子”或DNA是遗传物质体内转化实验是体外转化实验的基础格里菲思艾弗里及其同事思维碰撞思考：有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？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技术，完成了另一个有说服力的实验。

阿尔弗雷德·赫尔希（AlfredHershey）和助手玛莎·蔡斯（女）（MarthaChase）的这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。三、噬菌体侵染细菌实验1.实验者：

外壳：蛋白质核酸：DNA噬菌体T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。3.实验材料：2.实验方法：赫尔希、蔡斯放射性同位素标记T2噬菌体、大肠杆菌DNA蛋白质C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P思考1：分别用哪种放射性元素标记蛋白质和DNA？思考2：如何给噬菌体标记35S和32P？噬菌体侵染细菌的过程三、噬菌体侵染细菌实验4.实验过程①标记大肠杆菌大肠杆菌+含35S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②标记T2噬菌体T2噬菌体T2噬菌体++含35S的大肠杆菌含32P的大肠杆菌含35S的T2噬菌体含32P的T2噬菌体三、噬菌体侵染细菌实验4.实验过程③已标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌含35S的T2噬菌体含32P的T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌++混合后，短时间保温。④搅拌：使吸附在大肠杆菌上的与分离开。大肠杆菌噬菌体⑤离心：使上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。三、噬菌体侵染细菌实验组别第一组实验（35S标记蛋白质）第二组实验（32P标记DNA）假设1：蛋白质进入，DNA未进入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______假设2：DNA进入，蛋白质未进入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______假设3：DNA和蛋白质都进入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______较低较高较高较低较高较低较低较高较低较高较低较高4.实验过程三、噬菌体侵染细菌实验4.实验过程⑥检测：三、噬菌体侵染细菌实验上清液：放射性很高沉淀物：放射性很低上清液：放射性很低沉淀物：放射性很高⑥检测：子代噬菌体中无35S子代噬菌体中有32P含35S的T2噬菌体含32P的T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌++5.结论：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌中而蛋白质外壳留在细胞外。DNA才是噬菌体的遗传物质。与假设2的预期结果相符4.实验过程三、噬菌体侵染细菌实验这个实验结果能不能说明蛋白质不是遗传物质？提示：不能。因为蛋白质外壳并没有进入大肠杆菌细胞，既不能说明它是遗传物质，也不能说明它不是遗传物质。搅拌对35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验结果的影响三、噬菌体侵染细菌实验实验误差分析：三、噬菌体侵染细菌实验搅拌不充分理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌实际上35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因实验误差分析：保温时间对32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验结果的影响三、噬菌体侵染细菌实验实验误差分析：三、噬菌体侵染细菌实验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得及侵染实际上保温时间短32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因实验误差分析：三、噬菌体侵染细菌实验不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性；若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。思考：实验能不能用32P和35S同时标记噬菌体？肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验相同点对照原则实验思路不同点处理方式检测结果的方式实验结论酶解法同位素标记法相互对照设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究各自的作用。证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较观察菌落的类型检测放射性的位置结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质蛋白质RNA分别侵染健康烟草植株：RNA蛋白质病斑无病斑证明RNA是遗传物质的实验1.实验材料：大多数生物以DNA为遗传物质，少部分病毒以RNA为遗传物质。因此说，DNA是主要遗传物质。2.实验过程：烟草花叶病毒（只有蛋白质和RNA组成）埃博拉病毒新冠病毒COVID--19SARS病毒艾滋病病毒少数病毒的遗传物质是RNA流感病毒【知识链接】课堂小结（DNA和RNA）（大多数病毒，如T2噬菌体）真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒绝大多数生物的遗传物质是DNA细胞生物非细胞生物DNADNARNA（烟草花叶病毒、新冠病毒流感病毒和HIV）病毒生物随堂练习1.在转化实验中，S型细菌的DNA使小鼠死亡(

)

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2.下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是（

）A.第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。B.加热杀死的S型细菌能使小鼠的体细胞发生转化C.第④组实验，只有部分R型细菌转化成了S型细菌D.在转化过程中，加热杀死的S型细菌中的转化因子没有进入R型活细菌

C

随堂练习1、肺炎链球菌感染小鼠后，其合成蛋白质的场所是小鼠细胞的核糖体。

（

）2、将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，一段时间后培养基中会有两种菌落。（

）3、艾弗里的实验结论是DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，理由是只有DNA才能是R型细菌转化为S型细菌。（

）4、加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性。（

）5、如果把S型细菌的DNA提取出来直接注射小鼠体内，也能从