DNA是主要的遗传物质课件高一下学期生物人教版必修2

第三章第1节

DNA是主要的遗传物质前情回顾：名人榜孟德尔1866年提出“遗传因子”，并总结遗传规律约翰逊1909年把“遗传因子”命名为基因萨顿1903年提出基因在染色体上的假说摩尔根1909年实验证明基因位于染色体上DNA?蛋白质科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质20世纪中叶问题探讨

蛋白质和DNA这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。如果你是当时的一位科学家，你会支持哪种观点呢？思考1：遗传物质可能具有什么特点？遗传物质应能够储存大量的遗传信息；可以准确地复制，并传递给下一代；结构比较稳定等任务一：了解科学家对遗传物质的早期推测①20世纪20年代由于对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。认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。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。②20世纪30年代资料链接：肺炎链球菌项目S型细菌R型细菌菌落荚膜毒性表面光滑Smooth表面粗糙rough小鼠不致死可使小鼠致死有无第三组不死亡注射加热致死的S型细菌SZ-LWH第一组不死亡第二组死亡注射R型活细菌注射S型活细菌分离S型活细菌第四组死亡将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射分离R型活细菌S型活细菌二、肺炎链球菌的转化实验实验过程：第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型活细菌从哪里来？思考1格里菲思：体内转化实验S型活菌

后代1格里菲思：体内转化实验加热杀死S型菌R型活菌S型活菌转化结论：已经加热杀死的S型菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质

——“转化因子”活性物质SZ-LWH二、肺炎链球菌的转化实验——体内问题：细胞中哪种物质是转化因子？如何设计实验证明？多糖加热杀死的S型细菌脂类蛋白质RNADNA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。含R型细菌的培养基分别加入R型细菌？S型细菌？观察菌落产生情况加法原理含R型细菌的培养基提取液全部加入加入酶除去特定物质R型细菌？S型细菌？观察菌落产生情况减法原理因当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。因此用酶解法，将物质单个排除，观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。SZ-LWH二、肺炎链球菌的转化实验——体外2艾弗里：体外转化实验减法原理加法原理含义：与常态比较，人为增加某种影响因

素的称为“加法原理”。举例：“比较过氧化氢在不同条件下的

分解”

含义：与常态比较，人为去除某种影响因

素的称为“减法原理”。

举例：“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”每个实验组特异性去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。对照组实验组实验组实验组对照组实验组实验组科学方法P46

艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分蛋白质、糖类、和脂质，制成细胞提取物。第一组R型细菌S型细菌R型细菌S型细菌的细胞提取物+混合第二至第四组R型细菌S型细菌R型细菌S型细菌的细胞提取物+混合蛋白酶(或RNA酶、酯酶)第五组只长R型细菌R型细菌S型细菌的细胞提取物+混合DNA酶剩下：DNA、RNA、少量蛋白质、糖类、脂质等SZ-LWH2艾弗里：体外转化实验（1）实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（2）转化原理和实质：①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。②被转化的R型菌只是少量，培养基中R型菌的菌落占多数。S型细菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型细菌X基因吸附在R型细菌表面X基因进入R型细菌重组R型细菌转化成S型细菌二、肺炎链球菌的转化实验——体外转化实验SZ-LWH三、噬菌体侵染细菌的实验蔡斯1952，赫尔希T2噬菌体的模式图头部尾部DNA蛋白质1.T2噬菌体是一种

的病毒。2.T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在

的作用下，利用

来合成自身的组成成分，进行大量增殖。专门寄生在大肠杆菌体内自身遗传物质大肠杆菌体内的物质（2）T2噬菌体侵染细菌过程SZ-LWH三、噬菌体侵染的实验活动3：合作探究T2噬菌体侵染细菌时注入细菌的成分（1）提出问题：（2）作出假说：假说一：

假说二：假说三：只注入DNA只注入蛋白质蛋白质和DNA都注入T2噬菌体侵染细菌时注入细菌的成分是什么？（3）DNA和蛋白质在一起时有什么办法区分呢？放射性同位素标记法①分别用何种元素标记噬菌体的蛋白质和DNA分子?为什么?③可不可以直接用同位素标记噬菌体?

蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（32P标记DNA）（35S标记蛋白质）②用14C和18O等同位素标记可行吗？不行。因为在噬菌体的蛋白质和DNA分子中的组分中都含有这两种元素。噬菌体必须寄生在活细胞中，不能单独直接在培养基中培养。④可不可以将35S和32P同时标记在同一个噬菌体上?不行；放射性检测仪只能检测有放射性的部位，不能确定是何种元素的放射性，所以35S和32P要分别标记于不同噬菌体上，因此实验要分成两组。三、噬菌体侵染的实验放射性同位素标记SZ-LWH三、噬菌体侵染的实验3实验过程:已标记噬菌体侵染未标记的大肠杆菌35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体搅拌后离心上清液有放射性沉淀物无放射性搅拌后离心搅拌后离心沉淀物有放射性上清液的无放射性上清液无放射性沉淀物的有放射性假说一假说二假说三标记T2噬菌体标记大肠杆菌SZ-LWH三、噬菌体侵染的实验（4）模拟实验，预测结果T2噬菌体标记假说类型预测实验结果上清液沉淀物35S标记蛋白质假说一：只注入DNA有无假说二：只注入蛋白质无有假说三：DNA和蛋白质都注入无有32P标记DNA假说一：只注入DNA假说二：只注入蛋白质假说三：DNA和蛋白质都注入无有有无无有SZ-LWH三、噬菌体侵染的实验搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体在新形成的部分噬菌体中检测到32P在新形成的噬菌体中没有检测到35S（5）实验结果：赫尔希和蔡斯实验结果第一组第二组结论：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。搅拌不充分理论上上清液沉淀物大肠杆菌实际上35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因大肠杆菌【误差分析】保温时间长理论上上清液沉淀物大肠杆菌有噬菌体侵入实际上部分释放出来释放未来得及侵染保温时间短32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因1.用35S噬菌体侵染细菌，沉淀物有放射性的原因：2.用32P噬菌体侵染细菌，上清液有放射性的原因：①保温时间过短，部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液。由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。误差分析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；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。R型活菌S型活菌转化结论：已经加热杀死的S型菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质

——“转化因子”1.格里菲思体内转化实验：2.艾弗里体外转化实验：实验思路：设法将DNA与其他物质分开，单独直接研究各自不同的遗传功能3.赫尔希和蔡斯的实验：搅拌离心并检测放射性检测子代噬菌体的放射性短时间保温T2噬菌体侵染大肠杆菌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。②若大肠杆菌分别标记35S、32P、14C、3H，噬菌体无放射性标记，子代噬菌体有无放射性？①若噬菌体分别标记35S、32P、14C、3H，大肠杆菌无放射性标记，放射性分布情况？③实验思路：设法将DNA与其他物质分开，单独直接研究各自不同的遗传功能35S组32P组三噬菌体侵染细菌的提取感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质RNA蛋白质外壳RNA蛋白质分离出病毒不能分离出病毒四、RNA是遗传物质的实验证据思考：只有DNA是遗传物质吗？感染烟草出现病斑1.烟草花叶病毒感染试验2.烟草花叶病毒（TMV）重建实验结论：TMV的遗传物质是RNA。四、RNA是遗传物质的实验证据SARS病毒艾滋病病毒少数病毒的遗传物质是RNACOVID--19流感病毒埃博拉病毒少数病毒遗传物质的探索：一.遗传物质的探索生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物动物、植物、真菌原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物DNA病毒T2噬菌体RNA数病毒艾滋病病毒、新型冠状病毒DNA和RNADNARNADNARNADNA总结：DNA是主要的遗传物质

注意：

对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质

对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字细胞结构生物非细胞结构生物（病毒）（含有DNA和RNA）（含有DNA或RNA）DNA病毒RNA病毒遗传物质为

RNA遗传物质为

DNA真核生物原核生物总结：DNA是主要的遗传物质

生物生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNADNA是主要的遗传物质注意：

对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质

对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字SZ-LWH随堂检测1.下列有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的叙述，不正确的是A.该实验的设计思路是单独观察蛋白质和DNA的作用B.检测离心后试管中上清液和沉淀物中放射性的强弱可推测侵入细菌中

的物质C.35S标记蛋白质的实验组，离心后的试管中上清液有较高的放射性D.噬菌体侵染细菌的实验和格里菲思的肺炎链球菌的转化实验都证明了

DNA是遗传物质√2.下列关于生物的遗传物质的说法，正确的是()A．同时含有DNA和RNA