3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件高一下學(xué)期生物人教版必修22

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳定律科學(xué)家描述減數(shù)分裂全過(guò)程染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成摩爾根證明基因在染色體上【思考】遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？遺傳信息儲(chǔ)存在哪兒？對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)20世紀(jì)20年代20世紀(jì)30年代蛋白質(zhì)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(yùn)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(xué)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(gè)特定的堿基。對(duì)DNA結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)艾弗里赫爾希蔡斯格里菲思大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為——蛋白質(zhì)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)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)“我們表示懷疑！”一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)任務(wù)：閱讀教材P43，思考下列問(wèn)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(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)流程是怎樣的？3、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)材料：肺炎鏈球菌比較菌落特點(diǎn)菌體特點(diǎn)毒性S型細(xì)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(xì)菌粗糙Rough

無(wú)毒多糖類的莢膜一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充說(shuō)明：蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開(kāi):當(dāng)溫度降至55C以下時(shí)，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)不能恢復(fù)活性。1、有莢膜的細(xì)菌為什么會(huì)導(dǎo)致小鼠患肺炎死亡？莢膜是某些細(xì)菌的細(xì)胞壁外面包圍的一層膠狀物質(zhì)。無(wú)莢膜的肺炎鏈球菌，感染人體或動(dòng)物體后，容易被吞噬細(xì)胞吞噬并殺滅。有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果結(jié)果過(guò)程不死亡注射R型活細(xì)菌第一組說(shuō)明R型細(xì)菌無(wú)毒注射S型活細(xì)菌死亡第二組說(shuō)明S型細(xì)菌有毒注射加熱致死的S型細(xì)菌不死亡第三組說(shuō)明加熱致死的S型細(xì)菌無(wú)毒注射R型活細(xì)菌+加熱致死的S型菌死亡第四組分離出S型活細(xì)菌分離出S型活細(xì)菌？一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析不死亡注射R型活細(xì)菌第一組說(shuō)明R型細(xì)菌無(wú)毒注射S型活細(xì)菌死亡第二組說(shuō)明S型細(xì)菌有毒①對(duì)比第一、第二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什么？R型或細(xì)菌不會(huì)使小鼠死亡，而S型活細(xì)菌可使小鼠死亡。注射加熱致死的S型細(xì)菌不死亡第三組說(shuō)明加熱致死的S型細(xì)菌無(wú)毒一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析注射S型活細(xì)菌死亡第二組說(shuō)明S型細(xì)菌有毒②對(duì)比第二、第三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什么？加熱致死的S型細(xì)菌不會(huì)使小鼠死亡。一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析注射R型活細(xì)菌+加熱致死的S型菌死亡第四組？③為什么第四組實(shí)驗(yàn)的小鼠死亡，并從其體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌？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)。④本實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？加熱殺死的S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)【思考】加熱殺死的S型菌體內(nèi)含有多種物質(zhì)，究竟誰(shuí)是轉(zhuǎn)化因子？多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細(xì)菌“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么？你有什么樣的設(shè)計(jì)思路，關(guān)鍵是什么？一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、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)、RNA、DNA等多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)分別加入含R型細(xì)菌的培養(yǎng)基R型細(xì)菌？S型細(xì)菌？觀察菌落產(chǎn)生情況S型細(xì)菌多糖多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA、DNA等由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)有限，并不能徹底提純這些物質(zhì)。加法原理因此可用酶解法，將物質(zhì)單個(gè)排除，觀察剩余提取物的轉(zhuǎn)化活性來(lái)尋找轉(zhuǎn)化因子。分別加入含R型細(xì)菌的培養(yǎng)基R型細(xì)菌？S型細(xì)菌？觀察菌落產(chǎn)生情況減法原理一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)科學(xué)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(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)組別S型細(xì)菌細(xì)胞提取物的處理方法實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)菌細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌S型細(xì)菌R型細(xì)菌【思考】1、分析實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、哪組是對(duì)照組？哪組是實(shí)驗(yàn)組？第一組為空白對(duì)照組。第二至五組為實(shí)驗(yàn)組。3、該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循哪些原則？遵循單一變量原則和對(duì)照原則。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？轉(zhuǎn)化因子是DNA，即DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)。一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為什么格里菲斯第4組實(shí)驗(yàn)中加熱殺死的S菌的DNA還具有轉(zhuǎn)化能力？蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。1、在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開(kāi)；2、當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性無(wú)法恢復(fù)。注意：只是少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌基因重組轉(zhuǎn)化本質(zhì)：基因重組一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(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)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。有沒(méi)有比細(xì)菌更好的材料，只含DNA和蛋白質(zhì)，且可將DNA和蛋白質(zhì)徹底分開(kāi)，單獨(dú)去觀察它們的作用呢？實(shí)驗(yàn)要如何設(shè)計(jì)才更具有說(shuō)服力呢？一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)課堂檢測(cè)1、格里菲思在小鼠身上進(jìn)行了著名的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，錯(cuò)誤的是（A）A.說(shuō)明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNAB.說(shuō)明R型活細(xì)菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌C.說(shuō)明R型活細(xì)菌是無(wú)毒性的D.說(shuō)明加熱致死的S型細(xì)菌是無(wú)致病性的一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)課堂檢測(cè)2、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠使小鼠死亡的是（B）A.S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)+蛋白酶+R型細(xì)菌B.S型細(xì)菌的DNA+R型細(xì)菌C.S型細(xì)菌的RNA+RNA酶+R型細(xì)菌D.S型細(xì)菌的DNA+DNA酶+R型細(xì)菌二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯任務(wù)：閱讀教材P44-46，思考以下問(wèn)題。（1）T2噬菌體的結(jié)構(gòu)與功能？（2）如何特異性標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)？（3）該實(shí)驗(yàn)采用了哪些技術(shù)？二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯T2噬菌體的結(jié)構(gòu)①代謝：專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒②組成：頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有DNA。T2噬菌體模式圖尾部頭部DNA蛋白質(zhì)外殼二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯T2噬菌體的繁殖自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯（1）實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記哪一種物質(zhì)進(jìn)入了大腸桿菌體內(nèi)？DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？放射性分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進(jìn)行放射性標(biāo)記（C、H、O、N、P）頭部尾部DNA蛋白質(zhì)（C、H、O、N、S等）32P標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體CRHH2NCOOH二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：第一步：獲得被標(biāo)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(wú)法單獨(dú)在培養(yǎng)基上存活，需要寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)用含

被標(biāo)記的大腸桿菌

培養(yǎng)噬菌體。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯第二步：標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：標(biāo)記噬菌體標(biāo)記噬菌體侵染未標(biāo)記細(xì)菌（短時(shí)間保溫）攪拌離心觀察放射性的分布標(biāo)記細(xì)菌攪拌：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離“短時(shí)間”：促使噬菌體充分侵染細(xì)菌；同時(shí)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(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：35S（蛋白質(zhì)）標(biāo)記的噬菌體32P（DNA）標(biāo)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(wú)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(biāo)記的蛋白質(zhì)進(jìn)入到大腸桿菌內(nèi)DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入到大腸桿菌內(nèi)沉淀物（少量放射性）實(shí)際上二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯（4）實(shí)驗(yàn)誤差分析：35S標(biāo)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(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面攪拌不充分沉淀物（無(wú)放射性）理論上上清液（35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼）其中一個(gè)大腸桿菌理論上二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——赫爾希和蔡斯（4）實(shí)驗(yàn)誤差分析：沉淀物（32P標(biāo)記的DNA）上清液實(shí)際上實(shí)際上釋放保溫時(shí)間短未來(lái)得及侵染部分釋放出來(lái)保溫時(shí)間長(zhǎng)a.保溫時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體DNA還未侵染到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)；b.保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖，子代噬菌體釋放出來(lái)。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、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)，過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是（A）A.理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性B.實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與過(guò)程①中培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短有關(guān)C.實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與過(guò)程④中攪拌不充分有關(guān)D.該實(shí)驗(yàn)證明了RNA是遺傳物質(zhì)2、細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指某一受體細(xì)菌通過(guò)直接吸收來(lái)自另一供體細(xì)菌的一些含有特定基因的DNA片段，從而獲得供體細(xì)菌的相應(yīng)遺傳性狀的現(xiàn)象，如肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。S型肺炎鏈球菌有莢膜，菌落光滑，可致病，對(duì)青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型細(xì)菌中分離出了兩種突變型：R型，無(wú)莢膜，菌落粗糙，不致??；抗青霉素的S型（記為PenrS型）。現(xiàn)用PenrS型細(xì)菌和R型細(xì)菌進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，對(duì)其結(jié)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(fù)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(zhǎng)C.丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，所以生長(zhǎng)的菌落是PenrS型細(xì)菌D.丁組培養(yǎng)基中無(wú)菌落生長(zhǎng)RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(chǎn)RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象蛋白質(zhì)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)科學(xué)家從煙草花葉病毒（TMV）中分離出a、b兩個(gè)不同的品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。據(jù)下表中回答問(wèn)題:2、該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是：1、①組和④組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，②組和③組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，說(shuō)明？a、b兩個(gè)不同品系的TMV的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)將TMV的RNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)研究各自的功能。DNA是主要的遺傳物質(zhì)判別生物體內(nèi)核酸的種類及遺傳物質(zhì)生物類型所含核酸遺傳物質(zhì)舉例細(xì)胞生物真核生物DNA和RNADNA動(dòng)物、植物、真菌原核生物細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌非細(xì)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(zhì)