【課件】DNA是主要的遺傳物質-2022-2023學年高一生物人教版必修2

1、第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質第3章 基因的本質1.說出肺炎雙球菌體內、體外轉化實驗的過程和結論。2.說出肺炎雙球菌體外轉化實驗的設計思路。3.分辨自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。學習目標：1提出“遺傳因子”，并總結遺傳規(guī)律孟德爾2把“遺傳因子”命名為基因約翰遜3提出基因在染色體上的假說薩 頓4實驗證明基因位于染色體上摩爾根科學家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是 DNA和蛋白質5遺傳物質的探索DNA? 蛋白質20世紀20年代：蛋白質是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。蛋白質是生物體的遺傳物質20世紀30年代：DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的

2、生物大分子。但由于對DNA的結構沒有清晰的了解，認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位。一、對遺傳物質的早期推測艾弗里赫爾希格里菲思 向蛋白質是遺傳物質的觀點提出挑戰(zhàn)的學者是誰呢？蔡斯實驗材料：小白鼠和R型、S型肺炎鏈球菌項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無致?。ǘ荆┬员砻婀饣?Smooth表面粗糙 Rough有（人鼠患肺炎，小鼠敗血癥死亡）無多糖莢膜 1928年，格里菲思二、肺炎鏈球菌的體內轉化實驗無多糖莢膜閱讀課本43頁的旁欄，思考：S型肺炎鏈球菌的致病性是直接由多糖類莢膜引起的嗎？不是，是由于多糖類莢膜的保護作用使得S型肺炎鏈球菌可以抵抗吞噬細胞的吞噬小組討論實驗中控制單一變量和設置對照組。

3、自變量：注射的菌種類型因變量：小鼠的存活情況無關變量：小鼠的生理狀況、菌種注射計量等格里菲思實驗的自變量、因變量和無關變量分別是什么?格里菲思是如何設計實驗的？肺炎鏈球菌體內轉化實驗過程第一組小鼠不死亡結論：R型活細菌無致病性第二組小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活菌注射S型活細菌S型活細菌有致病性加熱致死的S型細菌無致病性第三組小鼠不死亡注射加熱致死的S型活細菌第四組小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活細菌將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注入 R型活細菌S型活細菌轉化死S型注射R型活細菌二、肺炎鏈球菌的體內轉化實驗 1928年，格里菲思結論：已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化

4、為S型活細菌的活性物質轉化因子這種轉化因子究竟是什么物質呢？多糖脂質 蛋白質RNA DNA多糖蛋白質RNADNA脂質S型細菌這種轉化因子究竟是什么物質呢？ 艾弗里及同事將加熱致死的S型菌破碎后，設法除去絕大部分糖類、蛋白質和脂質，制成細胞提取物（直接分離法）。三、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里和他的同事）第一組R型細菌S型細菌有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+混合現(xiàn)象：培養(yǎng)基上有R型、S型兩種細菌分析：去除絕大多數(shù)蛋白質、糖類和脂質后，細胞提取物仍然具有轉化活性。第二至第四組R型細菌S型細菌有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+混合蛋白酶(或RNA酶、酯酶)現(xiàn)象：培養(yǎng)基上有R型、S型

5、兩種細菌分析：分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶處理后，細胞提取物仍然具有轉化活性。三、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里和他的同事）第五組只長R型細菌有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+混合DNA酶現(xiàn)象：培養(yǎng)基上只有R型分析：用DNA酶處理后，細胞提取物失去轉化活性三、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里和他的同事） 艾弗里及同事將加熱致死的S型菌破碎后，設法除去絕大部分糖類、蛋白質和脂質，制成細胞提取物。實驗思路：在S型細菌的提取物中，分別加酶去除某種物質，觀察能否使得R型細菌發(fā)生轉化。三、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里和他的同事）實驗結論：DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質實驗同時說明：

6、蛋白質等物質不是遺傳物質三、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里和他的同事）已經(jīng)加熱殺死的S型細菌中，含有某種促使R型細菌轉化為S型細菌的活性物質轉化因子格里菲思實驗的結論是什么?艾弗里實驗的結論是什么？DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質，DNA是轉化因子。DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質 ?？偨Y：肺炎鏈球菌的體內和體外轉化實驗精講點撥加法原理與減法原理“加法原理”和“減法原理”是在對照實驗中，控制變量時可以采用的科學方法。減法原理：在對照實驗中，與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素稱為“減法原理”。加法原理：在對照實驗中，與常態(tài)比較，人為施加某種影響因素稱為“加法原理”。在比較過氧化氫在

7、不同條件下的分解實驗，給予高溫、施加酶、Fe3+等條件，觀察實驗結果在肺炎鏈球菌體外轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。AB疑問：疑問： 是否有更好的實驗材料,可以不用經(jīng)過人工提純DNA，就能單獨地去觀察DNA或蛋白質的作用呢？赫爾希和蔡斯：實驗材料T2噬菌體 噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體的結構模式圖一種專門寄生在大腸桿菌體內的DNA病毒。頭部和尾部的外表是由蛋白質構成，頭部內含有DNA。（一）實驗材料：T2噬菌體 四、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗（二）研究方法：放射性同位素標記法 蛋白質的組成元素：D N A 的組成元素：C、H、O、

8、N、SC、H、O、N、P 用35S標記噬菌體的蛋白質用32P標記噬菌體的DNA 資料：在T2噬菌體的化學組分中，60%是蛋白質，40%是DNA。對蛋白質和DNA的進一步分析表明：S僅存在于蛋白質分子中，P幾乎都存在于DNA分子中。 思考：標記哪一種元素可以把DNA和蛋白質分開？為什么？能不能同時用35S和32P標記噬菌體呢？（二）研究方法：放射性同位素標記法 在分別含有32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體如何標記噬菌體呢？直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體可以嗎？1、先培養(yǎng)細菌2、再培養(yǎng)噬菌體標記噬菌體的方法大腸桿菌含35

9、S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的大腸桿菌第二步：標記T2噬菌體噬菌體含35S的大腸桿菌 含35S的噬菌體噬菌體含32P的大腸桿菌 含32P的噬菌體第一步：標記大腸桿菌第三步：已標記T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌分別用35S或32P的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。第四步：保溫、攪拌離心培養(yǎng)液第五步：檢測上清液和沉淀物的放射性第六步：檢測子代噬菌體的放射性（三）實驗過程攪拌的目的：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離離心的目的：讓上清液中析出T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌結果說明：侵染大腸桿菌時噬菌體的蛋白質外殼留在細胞外結果說明：侵染大腸桿菌時噬菌體

10、的DNA進入細菌的細胞中 在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質是DNA，而不是蛋白質。也就是說，子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，DNA才是噬菌體的遺傳物質。噬菌體侵染細菌的實驗表明實驗結論：DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質（四）實驗結論侵入別的細菌吸附注入合成組裝(裂解)釋放注入釋放合成組裝吸附（五）噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程 噬菌體的蛋白質并沒有進入細菌內部，進入細菌內部的是噬菌體的_ ，利用的是_的原料合成子代。大腸桿菌DNA當噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體?？赡軘嚢璨怀浞?。有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細

11、菌離心到沉淀物中。培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。 DNA是遺傳物質1928年 格里菲思 體內轉化實驗1944年 艾弗里體外轉化實驗1952年 赫爾希、蔡斯噬菌體侵染細菌實驗DNA是所有生物的遺傳物質嗎？ 煙草花葉病毒(TMV)是由RNA和蛋白質組成的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。五、RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)只由蛋白質和RNA構成1.實驗材料：煙草花葉病毒（一）RNA是遺傳物質的實驗證據(jù) 五、生物的遺傳物質2.實驗過程：RNA 蛋白質 感染 不感染 煙草花葉病毒煙草 煙草 得花葉病不得花葉病結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。分離

12、 少數(shù)病毒的遺傳物質是RNA。如：煙草花葉病毒、SARS病毒、流感病毒、艾滋病病毒（HIV）等。生物界細胞生物非細胞生物RNA病毒：艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、煙草花葉病毒等DNA病毒：噬菌體、乙肝病毒等原核生物：藍細菌、其他細菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體等真核生物：植物、動物、真菌、原生生物遺傳物質是RNA遺傳物質是DNA 核酸是一切生物的遺傳物質，核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質的，因此DNA是主要的遺傳物質。遺傳物質具有的特點能自我復制(前后代保持一定的連續(xù)性)能夠指導蛋白質的合成，從而控制生物的性狀和代謝的過程。

13、具有多樣性(能儲存大量的遺傳信息)分子結構相對穩(wěn)定(特定情況下能產生可遺傳的變異)1.格里菲思用肺炎鏈球菌在小鼠身上進行了著名的轉化實驗，此實驗結果：A.證明了DNA是遺傳物質 B.證明了RNA是遺傳物質C.證明了蛋白質是遺傳物質 D.沒有具體證明哪一種物質是遺傳物質練習:2.艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗及赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗證明了：A.DNA是主要的遺傳物質 B.染色體是遺傳物質的載體C.DNA是遺傳物質 D.RNA是遺傳物質4.用噬菌體去感染含有大量3H的細菌，待細菌解體后，3H應： A.隨細菌的解體而消失 B.發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和DNA中 C.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA中 D.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中5、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外殼是：A、在噬菌體DNA的指導下，用細菌的物質合成的B、在細菌DNA的指導下，用細菌的物質合成的C、在噬菌體DNA的指導下，用噬菌體的