【課件】3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

1、第三章 基因的本質(zhì)第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)三.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分主要組成成分蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和DNA。 孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆實(shí)驗(yàn)證明生物的實(shí)驗(yàn)證明生物的性狀由性狀由遺傳因子遺傳因子控制控制摩爾根通過(guò)果蠅摩爾根通過(guò)果蠅實(shí)驗(yàn)證明基因位實(shí)驗(yàn)證明基因位于于染色體染色體上上遺傳物質(zhì)到底是蛋白質(zhì)還是DNA呢？問(wèn)題探討 20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？?jī)?chǔ)存大量遺傳信息；準(zhǔn)確復(fù)制

2、并傳遞給下一代結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè) 但由于對(duì)但由于對(duì)DNA分子分子的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，人們認(rèn)為的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是遺是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。20世紀(jì)世紀(jì)20年代：年代： 蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成，接而成，排列順序多樣排列順序多樣，可，可能蘊(yùn)含遺傳信息，能蘊(yùn)含遺傳信息，認(rèn)為蛋白認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)質(zhì)是遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)世紀(jì)30年代：年代： DNA是由許多脫氧核苷是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。酸聚合而成的生物大分子。 通過(guò)確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)向“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)” 這一觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的，首先是美

3、國(guó)生物學(xué)家艾弗里。 而艾弗里的實(shí)驗(yàn)又是在英國(guó)生物學(xué)家格里菲斯的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 美國(guó)遺傳學(xué)家赫爾希和其助手蔡斯完成了另一有力實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)而非蛋白質(zhì)。 當(dāng)前觀點(diǎn)：DNA是遺傳物質(zhì)肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思蔡斯和赫爾希艾弗里噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)三.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、兩種肺炎鏈球菌的比較二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目S型細(xì)菌型細(xì)菌SmoothR型細(xì)菌型細(xì)菌Rough菌落菌落菌體菌體有無(wú)毒性有無(wú)毒性表面光滑 表面粗糙 致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡無(wú)多糖類(lèi)的莢膜2、格

4、里菲思肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)組別實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析1234注射R型活菌小鼠不死亡注射S型活菌小鼠死亡分離出S型細(xì)菌注射加熱致死的S型細(xì)菌小鼠不死亡S型細(xì)菌有毒R型細(xì)菌無(wú)毒R型與加熱致死的S型混合注射小鼠死亡，且體內(nèi)分離出S型活菌加熱致死的S型細(xì)菌失去毒性R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型 格里菲思推論： 已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)。 -轉(zhuǎn)化因子 二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) R型菌 S型菌 轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子 S型菌 后代 轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？是多糖、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、RNA還是DNA？二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型細(xì)菌多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA如何

5、確定以下物質(zhì)哪種是轉(zhuǎn)化因子？加法原理加法原理：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。 如如“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”科學(xué)方法加法原理自變量控制中的自變量控制中的“加法原理加法原理” 和和“減法原理減法原理” （教材（教材P46）與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素如：如： “比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解” ，與，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液溶液、滴加肝臟研磨液滴加肝臟研磨液減法原理與常態(tài)相比，人為去除某種影響因

6、素與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，最終判斷出組特異性地去除了一種物質(zhì)，最終判斷出DNA是是轉(zhuǎn)化因子。轉(zhuǎn)化因子。2、艾弗里肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)組別處理步驟結(jié)果結(jié)論12345+R型活菌混合培養(yǎng)S型提取物，不做處理S型提取物+RNA酶S型提取物+蛋白酶S型提取物+酯酶S型提取物+DNA酶大量R型少量S型只有R型DNA是轉(zhuǎn)化因子，是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，而非蛋白質(zhì)。將死亡的將死亡的S型細(xì)菌破碎，去除大部分糖類(lèi)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)菌提取物。型細(xì)菌破碎，去除大

7、部分糖類(lèi)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)菌提取物?；蛑亟MR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)：控制莢膜形成的X基因被破壞的S型細(xì)菌X基因吸附在R型細(xì)菌表面X基因進(jìn)入R型細(xì)菌重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌注意注意：只是：只是少數(shù)少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌型細(xì)菌拓展：基因重組體內(nèi)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)科學(xué)科學(xué)家家格里菲思艾弗里及其同事培養(yǎng)培養(yǎng)場(chǎng)所場(chǎng)所對(duì)照對(duì)照設(shè)置設(shè)置實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論聯(lián)系聯(lián)系小鼠體內(nèi)培養(yǎng)基將R型與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照S型細(xì)菌各成分的作用進(jìn)行對(duì)照S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子讓RSDNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)材料相同；體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)

8、驗(yàn)的基礎(chǔ)2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)三.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)者： 赫爾希和蔡斯2. 實(shí)驗(yàn)材料： T2噬菌體 專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，侵染大腸桿菌后利用宿主物質(zhì)進(jìn)行增殖，后將大腸桿菌裂解，釋放出大量噬菌體。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌去培養(yǎng)噬菌體。思考：如何給噬菌體標(biāo)記35S和32P？DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)3.實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)用該噬菌體侵染大腸桿菌檢測(cè)是蛋白質(zhì)還是DNA入侵了

9、大腸桿菌體內(nèi)，從而判斷誰(shuí)是遺傳物質(zhì)。思考：分別用哪種放射性元素標(biāo)記蛋白質(zhì)和RNA？三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程 標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基含35S的大腸桿菌大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基含32P的大腸桿菌 標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體T2噬菌體+含35S的大腸桿菌含32P的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程 已標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌+混合后，短時(shí)間保溫。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4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程攪拌：使吸附在大腸桿菌上的 與 分離開(kāi)。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)大腸桿菌噬菌體檢測(cè)：離心： 使上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。子代噬菌體中無(wú)子代噬菌體中無(wú)35S子代噬菌體中有子代噬菌體中有32P三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)5.結(jié)論： 噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌中而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)只有DNA嗎？結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)RNA 分別侵染健康煙草植株得到全新病毒不能得到病毒 ： RNA蛋白質(zhì)患病不患病四、RNA是某些病