2.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-高一下學(xué)期生物必修2

第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第二章遺傳的分子基礎(chǔ)放大蛋白質(zhì)DNA思考：遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性；具有多樣性，能貯存大量遺傳信息；可以準(zhǔn)確地復(fù)制，傳遞給下一代；指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物體性狀；對遺傳物質(zhì)的早期推測：20世紀(jì)早期，科學(xué)家根據(jù)以下結(jié)果：組成蛋白質(zhì)分子的常見氨基酸約20種，其排列組合的數(shù)量十分巨大，而DNA分子只含有四種核苷酸，其排列組合的數(shù)量一定沒有蛋白質(zhì)多，通過推理得出：遺傳物質(zhì)應(yīng)該是蛋白質(zhì)。（教材P40）遺傳物質(zhì)究竟是什么？如何通過實(shí)驗(yàn)確定？探究遺傳物質(zhì)歷程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）1928年格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（二）1944年艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、1952年赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)三、1956年煙草花葉病毒（TMV）感染煙草實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌類型S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落菌體毒性光滑粗糙有多糖莢膜無多糖莢膜有毒性無毒性SmoothRoughR型細(xì)菌S型細(xì)菌能讓人患肺炎、鼠患敗血癥一、肺炎雙球菌（肺炎鏈球菌）的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）1928年格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)過程：①S型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠患敗血癥死亡；結(jié)論：

S型細(xì)菌有毒；②R型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠存活；結(jié)論：R型細(xì)菌無毒；S型活細(xì)菌被殺死③加熱殺死的S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠存活；結(jié)論：加熱殺死后的S型細(xì)菌無毒；S型活細(xì)菌被殺死④無毒的R型活細(xì)菌

＋

加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)→小鼠患敗血癥死亡；結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能夠使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌；分離出無毒性的R型活細(xì)菌和有毒性的S型活細(xì)菌思考：在第四組實(shí)驗(yàn)中的小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的有毒性的S型活細(xì)菌的后代也是有毒性的S型細(xì)菌，這說明這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以

，這種“轉(zhuǎn)化因子”應(yīng)該就是遺傳物質(zhì)，這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么呢？如果由你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子，你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？遺傳的注：能讓小鼠死亡的是S型活細(xì)菌，而不是S型菌的多糖莢膜；化學(xué)分析法：S型細(xì)菌的化學(xué)成分主要包括：DNA、RNA、多糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等；（二）1944年艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是轉(zhuǎn)化因子。S型細(xì)菌分離提純DNA蛋白質(zhì)RNA分別和R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)蛋白質(zhì)和蛋白酶RNA和RNA酶DNA和DNA酶RRRRRRS繼續(xù)培養(yǎng)S這種轉(zhuǎn)化是可遺傳的分析：在構(gòu)成Ｓ型細(xì)菌的化學(xué)成分中只有DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌；艾弗里實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，即DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中無法真正提取出純DNA來進(jìn)一步驗(yàn)證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。那么，有沒有比細(xì)菌更為簡單的實(shí)驗(yàn)材料，還能夠把蛋白質(zhì)和DNA徹底分開？二、1952年赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、T2噬菌體生物類型：病毒生活方式：專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)2、T2噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖：C、H、O、N、PC、H、O、N、ST2噬菌體中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA.對這兩種物質(zhì)的分析表明，僅蛋白質(zhì)分子中含硫，磷幾乎都存在于DNA分子中；補(bǔ)充：T2噬菌體的增殖過程吸附：侵入：T2噬菌體吸附在大腸桿菌表面；注入T2噬菌體的DNA；增殖成熟：T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝成新的完整的T2噬菌體；T2噬菌體的DNAT2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼裂解：大腸桿菌裂解，釋放出子代噬菌體，子代噬菌體繼續(xù)吸附侵入別的大腸桿菌；注：合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼的原料是：

的氨基酸，場所是

的核糖體；合成子代噬菌體DNA的原料是：

的脫氧核糖核苷酸；大腸桿菌大腸桿菌大腸桿菌積極思維：用什么元素標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA，是否可以用其它元素標(biāo)記，為什么？如何使噬菌體被標(biāo)記上？3、實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法：判斷：直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體（）分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA，單獨(dú)地，直接地看他們各自的作用；×3、實(shí)驗(yàn)過程：A組：用含35S的T2噬菌體侵染大腸桿菌①標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌＋含35S的培養(yǎng)基②標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體＋含35S的大腸桿菌

含35S的大腸桿菌含35S的T2的噬菌體③含35S的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌本組實(shí)驗(yàn)可得出：注：攪拌作用：

離心作用：T2噬菌體的蛋白質(zhì)未被注入到大腸桿菌菌體內(nèi)；使噬菌體和大腸桿菌分離；使噬菌體和大腸桿菌分層；③含35S的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌誤差分析：因?yàn)榈鞍踪|(zhì)未進(jìn)入大腸桿菌，所以理想的結(jié)果應(yīng)該是沉淀物中無放射性，試分析該實(shí)驗(yàn)沉淀物中有少量放射性的原因？攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸咐在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中；3、實(shí)驗(yàn)過程：B組：用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌①標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌＋含32P的培養(yǎng)基②標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體＋含32P的大腸桿菌

含32P的大腸桿菌含32P的T2的噬菌體③含32P的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌本組實(shí)驗(yàn)可得出：T2噬菌體的DNA注入到大腸桿菌菌體內(nèi)；T2噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌指導(dǎo)子代噬菌體的合成，即DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)；赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)結(jié)論：③含32P的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌誤差分析：因?yàn)镈NA侵入了大腸桿菌，所以理想的結(jié)果應(yīng)該是上清液中無放射性，試分析該實(shí)驗(yàn)上清液中有少量放射性的原因？a、保溫時(shí)間過短，部分噬菌體還未侵染大腸桿菌；b、保溫時(shí)間過長，部分帶放射性的子代噬菌體從大腸桿菌中裂解釋放出來后存在上清液中；判斷：①格里菲斯得出了DNA是轉(zhuǎn)化因子的結(jié)論（

）②艾弗里肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路相同（）③T2噬菌體可侵染肺炎鏈球菌使其裂解死亡（）④可用含放射性的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)T2噬菌體（）⑤艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)得出了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論（）⑥噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)得出了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論（）⑦用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，裂解釋放后的子代噬菌體大多都帶有放射性（）⑧用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌上清液有少量放射性的原因可能是攪拌不充分（）⑨T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)得出了DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論（）×√××√××××積極思維：通過赫爾希和蔡斯更加讓人信服的實(shí)驗(yàn)我們得出了DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，能否說明DNA是自然界所有生物的遺傳物質(zhì)呢？有些病毒只有兩種成分：蛋白質(zhì)和RNA，比如：煙草花葉病毒和HIV病毒。這類病毒的遺傳物質(zhì)又是什么呢？HIV病毒煙草花葉病毒補(bǔ)充知識：病毒DNA病毒：RNA病毒：脊髓灰質(zhì)炎病毒、流感病毒、TMV、HRV、HIV、SARS、新冠病毒、腦炎病毒、埃博拉病毒等；天花病毒、乙肝病毒、T2噬菌體等；分類依據(jù)：遺傳物質(zhì)的種類；分類三、1956年煙草花葉病毒（TMV）感染煙草實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒（TMV）

蛋白質(zhì)RNA

正常葉病葉

結(jié)論：在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)；TMV蛋白質(zhì)RNA實(shí)驗(yàn)1：煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)分離出TMV進(jìn)一步證明在只有RNA而不含有DNA的病毒中，遺傳物質(zhì)是RNA；

實(shí)驗(yàn)2：煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)生物類型病毒原核生物真核生物所含核酸堿基種類核苷酸種類遺傳物質(zhì)DNA或RNADNA和RNADNA和RNA4種5種5種4種8種8種DNA或RNADNADNA積極思維：總結(jié)：不管是真核生物還是原核生物，只要有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，都含有

種核酸，其遺傳物質(zhì)都是

；病毒只含有一種核酸，若含有DNA則其遺傳物質(zhì)是

，若含RNA則其遺傳物質(zhì)是

；除了RNA病毒外，一切生物的遺傳物質(zhì)都是

，所以說DNA是

的遺傳物質(zhì)。DNADNARNA主要兩DNA判斷：①煙草花葉病毒侵染煙草實(shí)驗(yàn)得出了RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論（）②豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA（）③真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA（）④具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳物質(zhì)是DNA，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒遺傳物質(zhì)是RNA（）⑤真核生物細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA,細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA（）⑥病毒不可以獨(dú)立生活，必須寄生于活細(xì)胞中才能生活（）√××××√1．下列有關(guān)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是A．該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是單獨(dú)觀察蛋白質(zhì)和DNA的作用B．檢測離心后試管中上清液和沉淀物中放射性的強(qiáng)弱可推測侵入細(xì)菌中的物質(zhì)C．35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組，離心后的試管中上清液有較高的放射性D．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)和格里菲斯的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)習(xí)題鞏固：D2．某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是A．理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性B．實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)C．實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān)