3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)（第2課時(shí)）課件高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

3.1

DNA是主要的遺傳物質(zhì)(第2課時(shí))本節(jié)聚焦●科學(xué)家是怎樣證明DNA

是遺傳物質(zhì)的?●為什么說(shuō)DNA

是主要的遺傳物質(zhì)?●通過(guò)對(duì)科學(xué)家揭示DNA

是遺傳物質(zhì)過(guò)程的分析，你對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程和方法有哪此領(lǐng)悟?三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中無(wú)法真正提取出純DNA來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證遺傳物質(zhì)就是DNA,因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。思考：有沒(méi)有更好的材料、更

好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)去觀察它們的作用呢?1952年，赫爾希和蔡斯以T?噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個(gè)有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。放射性同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、0、N、SDNA

的組成元素：

C、H、0、N、PT2噬菌體是一種專用32P標(biāo)記門(mén)寄生在大腸桿菌體

內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有DNA。三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)頭部尾部蛋白質(zhì)—

—

用35S標(biāo)

記噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)●噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程吸附一)注入一復(fù)制、合成一組裝一彩放吸附侵入別的細(xì)菌釋放注入

復(fù)制、合成

組裝三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)35S標(biāo)記的噬菌體子代噬菌

體中無(wú)35S細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。離心檢測(cè)上清液和沉

淀物中的放射性物質(zhì)分別用35S或32P標(biāo)記噬

菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌子代噬菌

體中含32P32P標(biāo)記的噬菌體三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)經(jīng)短時(shí)間保

離心檢測(cè)上清

細(xì)菌裂解后檢測(cè)子與大腸桿菌混合

器攪拌

的放射性物質(zhì)

說(shuō)明：T?

噬菌體上清液放

中的蛋白質(zhì)沒(méi)

有射性很高

進(jìn)入大腸桿菌。35S標(biāo)記

的噬

菌

不能證明蛋體

白質(zhì)不是遺沉淀物放射性很低?

子代噬菌

傳物質(zhì)。

攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼體中無(wú)35s。吸附在細(xì)菌上，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。35

S

標(biāo)記噬菌體

溫后用攪拌液和沉淀物中代噬菌體的放射性保溫時(shí)間過(guò)短，

部分噬菌體還未

侵染大腸桿菌；保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分子代噬菌體

已經(jīng)釋放。說(shuō)明DNA是真

正的遺傳物質(zhì)沉淀物放射性很高。說(shuō)

明

：T2

噬菌體中的DNA

進(jìn)入了大腸桿菌。32P標(biāo)記噬菌體

與大腸桿菌混合32P

標(biāo)記的噬菌體細(xì)菌裂解后檢測(cè)子

代噬菌體的放射性上清液放

射性很低?子代噬菌體中含32P離心檢測(cè)上清

液和沉淀物中

的放射性物質(zhì)三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)經(jīng)短時(shí)間保溫后

用攪拌器攪拌01.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放

射性，可能是什么原因造成的?攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，

隨細(xì)菌離心到沉淀物中。2.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較

高，可能是什么原因造成的?(1)保溫時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體沒(méi)有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離

心后分布于上清液中。(2)保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離

心后分布于上清液中。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)三三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)P4?思考討論：1、個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于觀察由遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和

功能的變化；繁殖快，細(xì)菌20-30min就可以繁殖一代，病毒可在短

時(shí)間內(nèi)大量繁殖。2、巧妙運(yùn)用減法原理，最大的困難是如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)(糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。3、艾弗里：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等；赫爾希：噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記法、物質(zhì)的提取和分離等技

術(shù)。啟

示：科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以

科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)●實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)用35S標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在上清液中；

用32P標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中。(說(shuō)明噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí)，DNA

進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。)(2)細(xì)菌裂解釋放的噬菌體中，可以檢測(cè)到32P標(biāo)記的DNA,

但卻不能檢測(cè)到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。(說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)。)

結(jié)論：DNA

是遺傳物質(zhì)。能不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)?艾弗里實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)處理方式直接分離同位素標(biāo)記法對(duì)照原則S型細(xì)菌的分離物質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)相互對(duì)照分別標(biāo)記噬菌體DNA和蛋白質(zhì)

的兩組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明DNA是遺傳物質(zhì)，

蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能

有效證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)(蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi))設(shè)計(jì)思路設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地直接研究各自不同的遺傳功能三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)比較三

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)?zāi)壳?，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的思考：只

有DNA是遺傳物質(zhì)嗎?下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么?RNA流感病毒

SARS

病

毒

煙草花葉病毒

新型冠狀病毒蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一RNA蛋白質(zhì)

不患病RNA

→不能得到病毒RNA

患病

得到全新病毒結(jié)

論

：RNA

是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)四

RNA

是遺傳物質(zhì)的證明實(shí)驗(yàn)分別侵染健康煙草植株四

RNA

是遺傳物質(zhì)的證明實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)拓展--重建實(shí)驗(yàn)TMV

1

蛋白質(zhì)1RNA

1

蛋白質(zhì)2+RNA1蛋白質(zhì)2RNA2

蛋白質(zhì)1+RNA2煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNATMV

1TMV

2生物類型核酸種類遺傳物質(zhì)實(shí)例有細(xì)胞結(jié)

構(gòu)的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麥、人原核生物乳酸菌、藍(lán)藻無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌體RNA病毒RNARNA煙草花葉病毒五、

真核生物、原核生物及病毒的核酸類型不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的區(qū)別絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

,只

有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是_RNA

所以說(shuō)DNA

是主要的遺傳物質(zhì)。項(xiàng)目核酸遺傳物質(zhì)類型核苷酸種類堿基種類類型核苷酸種類堿基種類細(xì)胞生物真核細(xì)胞DNA和RNA85DNA44原核生物DNA和RNA85DNA44非細(xì)胞生物

(病毒)DNA病毒DNA44DNA44RNA病毒RNA44RNA44五、真核生物、原核生物及病毒的核酸類型絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA。所

以說(shuō)DNA

是主要的遺傳物質(zhì)。DNA

是主要的遺傳物質(zhì)這句話的含義是：細(xì)胞生物：

(細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì))DNA

DNA、RNA

同

時(shí)

存

在遺傳物質(zhì)

DNA病毒(只有DNA,

無(wú)RNA)RNA:僅限于某些病毒的遺傳物質(zhì)(煙草花葉病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS

病毒)DNA

是主要的遺傳物質(zhì)小結(jié)(2)煙草的遺傳物質(zhì)是什么?

DNA(3)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是什么?

DNA(4)一切生物的遺傳物質(zhì)是什么?

核

酸(DNA

或RNA)(5)病毒的遺傳物質(zhì)是什么?

DNA

或RNA2.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述中，不正確的是(c

)A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中，DNA

和RNA都是遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)

即時(shí)練習(xí)1.

(1)動(dòng)物和人體的遺傳物質(zhì)是什么?DNA即時(shí)練習(xí)3.下列有關(guān)人類對(duì)遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述，錯(cuò)誤的是(C

)A.格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌中存在一種轉(zhuǎn)

化因子B.艾弗里及其同事的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)C.赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)證明了DNA

是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

D.煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)證明RNA

是遺傳物質(zhì)A.

本實(shí)驗(yàn)使用的被標(biāo)記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的B.本實(shí)驗(yàn)選用噬菌體作實(shí)驗(yàn)材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA

C.實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等操作是