3.1DNA是主要的遺傳物質課件高一下學期生物人教版必修22

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質對遺傳物質的早期推測孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律科學家描述減數(shù)分裂全過程染色體主要由蛋白質和DNA組成摩爾根證明基因在染色體上【思考】遺傳物質是蛋白質還是DNA？遺傳信息儲存在哪兒？對遺傳物質的早期推測20世紀20年代20世紀30年代蛋白質是由多種氨基酸連接而成氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖，脫氧核苷酸由4種，每一種有一個特定的堿基。對DNA結構沒有清晰的了解蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位對遺傳物質的早期推測艾弗里赫爾希蔡斯格里菲思大多數(shù)科學家認為——蛋白質是遺傳物質肺炎鏈球菌體內轉化實驗肺炎鏈球菌體外轉化實驗噬菌體侵染細菌的實驗“我們表示懷疑！”一、肺炎鏈球菌的轉化實驗一、肺炎鏈球菌的轉化實驗任務：閱讀教材P43，思考下列問題1、格里菲思用了幾種肺炎鏈球菌？有何致病性？2、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗流程是怎樣的？3、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗的結論是什么？一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗（1）實驗材料：肺炎鏈球菌比較菌落特點菌體特點毒性S型細菌光滑Smooth

有毒人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡R型細菌粗糙Rough

無毒多糖類的莢膜一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗補充說明：蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內，蛋白質失活，DNA雙鏈解開:當溫度降至55C以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質不能恢復活性。1、有莢膜的細菌為什么會導致小鼠患肺炎死亡？莢膜是某些細菌的細胞壁外面包圍的一層膠狀物質。無莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動物體后，容易被吞噬細胞吞噬并殺滅。有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主體內生活并繁殖。2、加熱可以致死的原理是什么？一、肺炎鏈球菌的轉化實驗（2）實驗過程和結果結果過程不死亡注射R型活細菌第一組說明R型細菌無毒注射S型活細菌死亡第二組說明S型細菌有毒注射加熱致死的S型細菌不死亡第三組說明加熱致死的S型細菌無毒注射R型活細菌+加熱致死的S型菌死亡第四組分離出S型活細菌分離出S型活細菌？一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗（3）實驗結果分析不死亡注射R型活細菌第一組說明R型細菌無毒注射S型活細菌死亡第二組說明S型細菌有毒①對比第一、第二組的實驗現(xiàn)象，說明了什么？R型或細菌不會使小鼠死亡，而S型活細菌可使小鼠死亡。注射加熱致死的S型細菌不死亡第三組說明加熱致死的S型細菌無毒一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗（3）實驗結果分析注射S型活細菌死亡第二組說明S型細菌有毒②對比第二、第三組的實驗現(xiàn)象，說明了什么？加熱致死的S型細菌不會使小鼠死亡。一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗（3）實驗結果分析注射R型活細菌+加熱致死的S型菌死亡第四組？③為什么第四組實驗的小鼠死亡，并從其體內分離出S型活細菌？已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質。④本實驗能得出什么結論？加熱殺死的S型細菌中存在某種轉化因子，能使R型細菌轉化為S型細菌。一、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗【思考】加熱殺死的S型菌體內含有多種物質，究竟誰是轉化因子？多糖脂類蛋白質RNADNA加熱殺死的S型細菌“轉化因子”究竟是什么？你有什么樣的設計思路，關鍵是什么？一、肺炎鏈球菌的轉化實驗一、肺炎鏈球菌的轉化實驗S型細菌多糖脂質、蛋白質、RNA、DNA等多糖蛋白質RNADNA脂質分別加入含R型細菌的培養(yǎng)基R型細菌？S型細菌？觀察菌落產生情況S型細菌多糖多糖蛋白質RNADNA脂質脂質、蛋白質、RNA、DNA等由于當時的技術有限，并不能徹底提純這些物質。加法原理因此可用酶解法，將物質單個排除，觀察剩余提取物的轉化活性來尋找轉化因子。分別加入含R型細菌的培養(yǎng)基R型細菌？S型細菌？觀察菌落產生情況減法原理一、肺炎鏈球菌的轉化實驗科學方法p46加法原理含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗組對照組實驗組實驗組減法原理含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：“艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗”每個實驗組特異性去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質。對照組實驗組實驗組一、肺炎鏈球菌的轉化實驗2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗組別S型細菌細胞提取物的處理方法實驗結果第一組不作處理第二組蛋白酶第三組RNA酶第四組酯酶第五組DNA酶S型細菌細胞提取物加入有R型活細菌的培養(yǎng)基中R型細菌S型細菌R型細菌【思考】1、分析實驗自變量：

是否加入酶及酶的種類

；因變量：

培養(yǎng)基中是否有活的S菌

。一、肺炎鏈球菌的轉化實驗2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗2、哪組是對照組？哪組是實驗組？第一組為空白對照組。第二至五組為實驗組。3、該實驗的設計遵循哪些原則？遵循單一變量原則和對照原則。4、實驗結論是什么？轉化因子是DNA，即DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質。一、肺炎鏈球菌的轉化實驗2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗為什么格里菲斯第4組實驗中加熱殺死的S菌的DNA還具有轉化能力？蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。1、在80-100℃的溫度范圍內，蛋白質失活，DNA雙鏈解開；2、當溫度恢復至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質的活性無法恢復。注意：只是少數(shù)R型細菌轉化為S型細菌基因重組轉化本質：基因重組一、肺炎鏈球菌的轉化實驗2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗艾弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質，因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。有沒有比細菌更好的材料，只含DNA和蛋白質，且可將DNA和蛋白質徹底分開，單獨去觀察它們的作用呢？實驗要如何設計才更具有說服力呢？一、肺炎鏈球菌的轉化實驗課堂檢測1、格里菲思在小鼠身上進行了著名的肺炎鏈球菌轉化實驗，下列關于該實驗的結論，錯誤的是（A）A.說明肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNAB.說明R型活細菌在一定條件下能夠轉化為S型細菌C.說明R型活細菌是無毒性的D.說明加熱致死的S型細菌是無致病性的一、肺炎鏈球菌的轉化實驗課堂檢測2、肺炎鏈球菌的轉化實驗中，能夠使小鼠死亡的是（B）A.S型細菌的蛋白質+蛋白酶+R型細菌B.S型細菌的DNA+R型細菌C.S型細菌的RNA+RNA酶+R型細菌D.S型細菌的DNA+DNA酶+R型細菌二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯任務：閱讀教材P44-46，思考以下問題。（1）T2噬菌體的結構與功能？（2）如何特異性標記DNA和蛋白質？（3）該實驗采用了哪些技術？二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯T2噬菌體的結構①代謝：專門寄生在大腸桿菌體內的病毒②組成：頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成，頭部內含有DNA。T2噬菌體模式圖尾部頭部DNA蛋白質外殼二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯T2噬菌體的繁殖自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖。二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯（1）實驗方法：放射性同位素標記哪一種物質進入了大腸桿菌體內？DNA和蛋白質不能直接看到，怎么辦？放射性分別標記DNA和蛋白質選擇什么元素進行放射性標記（C、H、O、N、P）頭部尾部DNA蛋白質（C、H、O、N、S等）32P標記的噬菌體35S標記的噬菌體CRHH2NCOOH二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯（2）實驗過程：第一步：獲得被標記的噬菌體1、能否直接用含35S、32P的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)噬菌體？不可以，噬菌體是病毒，無法單獨在培養(yǎng)基上存活，需要寄生在大腸桿菌細胞內，應用含

被標記的大腸桿菌

培養(yǎng)噬菌體。二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯第二步：標記的噬菌體侵染細菌（2）實驗過程：標記噬菌體標記噬菌體侵染未標記細菌（短時間保溫）攪拌離心觀察放射性的分布標記細菌攪拌：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離“短時間”：促使噬菌體充分侵染細菌；同時避免大腸桿菌裂解釋放子代噬菌體“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性輕：T2噬菌體顆粒重：被感染的大腸桿菌上清液沉淀物二、噬菌體侵染細菌的實驗（3）實驗結果：35S（蛋白質）標記的噬菌體32P（DNA）標記的噬菌體上清液：放射性很高沉淀物：放射性很低子代噬菌體：無放射性上清液：放射性很低沉淀物：放射性很高子代噬菌體：部分有放射性32P標記的蛋白質進入到大腸桿菌內DNA是噬菌體的遺傳物質35S標記的蛋白質沒有進入到大腸桿菌內沉淀物（少量放射性）實際上二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯（4）實驗誤差分析：35S標記的一組，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因攪拌不充分，仍有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面攪拌不充分沉淀物（無放射性）理論上上清液（35S標記的蛋白質外殼）其中一個大腸桿菌理論上二、噬菌體侵染細菌的實驗1、噬菌體侵染細菌的實驗——赫爾希和蔡斯（4）實驗誤差分析：沉淀物（32P標記的DNA）上清液實際上實際上釋放保溫時間短未來得及侵染部分釋放出來保溫時間長a.保溫時間過短，部分噬菌體DNA還未侵染到細菌細胞內；b.保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖，子代噬菌體釋放出來。二、噬菌體侵染細菌的實驗1、某校生物研究性學習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗，過程如圖所示。下列有關分析正確的是（A）A.理論上，b和c中不應具有放射性B.實驗中b含少量放射性與過程①中培養(yǎng)時間過長或過短有關C.實驗中c含有放射性與過程④中攪拌不充分有關D.該實驗證明了RNA是遺傳物質2、細菌轉化是指某一受體細菌通過直接吸收來自另一供體細菌的一些含有特定基因的DNA片段，從而獲得供體細菌的相應遺傳性狀的現(xiàn)象，如肺炎鏈球菌轉化實驗。S型肺炎鏈球菌有莢膜，菌落光滑，可致病，對青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型細菌中分離出了兩種突變型：R型，無莢膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型（記為PenrS型）。現(xiàn)用PenrS型細菌和R型細菌進行下列實驗，對其結果的分析最合理的是（D）A.甲組中部分小鼠患敗血癥，注射青霉素治療后均可康復B.乙組中可觀察到兩種菌落，加青霉素后仍有兩種菌落繼續(xù)生長C.丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，所以生長的菌落是PenrS型細菌D.丁組培養(yǎng)基中無菌落生長RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)煙草花葉病毒煙草是雌雄同花植物，易受煙草花葉病毒（TMV）的侵染，導致有的葉片呈現(xiàn)黃色斑駁，有的整株黃化。能使煙草大幅度減產RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)1、實驗過程及現(xiàn)象蛋白質RNA分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒實驗結論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質，蛋白質不是煙草花葉病毒的遺傳物質。RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)科學家從煙草花葉病毒（TMV）中分離出a、b兩個不同的品系，它們感染植物產生的病斑形態(tài)不同。據(jù)下表中回答問題:2、該實驗的設計思路是：1、①組和④組的實驗結果相同，②組和③組的實驗結果相同，說明？a、b兩個不同品系的TMV的RNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質將TMV的RNA和蛋白質分開，單獨研究各自的功能。DNA是主要的遺傳物質判別生物體內核酸的種類及遺傳物質生物類型所含核酸遺傳物質舉例細胞生物真核生物DNA和RNADNA動物、植物、真菌原核生物細菌、藍細菌非細胞生物DNA病毒DNADNAT2噬菌體RNA病毒RNARNA艾滋病病毒、新型冠狀病毒大多數(shù)生物的遺傳物質