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DNA是主要的遗传物质1课时课件-生物高一必修二第三章第一节人教版 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望学习目标学习目标知识目标知识目标掌握证明掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及理，以及从实验中得出的结论。从实验中得出的结论。能力目标能力目标通过重演科学家发现通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。情感目标情感目标概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。是不断深化、不断完善的过程。20世纪世纪30年代年代人们认识到人们认识到蛋白质蛋白质是由多种氨基酸连接是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。而成的生物大分子。氨基酸多种多样的排列顺氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。序，可能蕴含着遗传信息。20世纪世纪20年代年代人们认识到人们认识到DNA 是由是由许多脱氧核苷酸聚合而许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子成的生物大分子脱氧核苷酸有脱氧核苷酸有4种，每种，每种有一个特定的碱基。种有一个特定的碱基。蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。的观点占主导地位。遗传物质的早期推测遗传物质的早期推测一、导入新课一、导入新课1.分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性2.能够自我复制，使前后代保持一定的能够自我复制，使前后代保持一定的连续性连续性3.能够贮存大量的遗传信息能够贮存大量的遗传信息4.能够指导蛋白质的合成，从而控制新能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状陈代谢过程和性状作为遗传物质，必须具备的特点：作为遗传物质，必须具备的特点：1928，英国科学家格里菲思（F.Griffith）类型类型 S S型菌型菌 R R型菌型菌菌落菌落 光光 滑滑 粗粗 糙糙菌体菌体有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜 无多糖类的膜无多糖类的膜毒性毒性有毒性，可致死有毒性，可致死 无毒性无毒性肺炎双球菌肺炎双球菌：可引起人类肺炎和小鼠败血症可引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物的病原微生物二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验活活S S型菌型菌活活R R型菌型菌S S型菌型菌(加热加热)S S型菌型菌(加热加热)+R)+R型菌型菌 注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内(体内有体内有S S型活菌型活菌)鼠死鼠死(体内有体内有S S型活菌型活菌)鼠活鼠活鼠活鼠活鼠死鼠死S S菌能使小白鼠致病死亡菌能使小白鼠致病死亡R R菌无毒性菌无毒性加热杀死的加热杀死的S S菌不使小白鼠致死菌不使小白鼠致死死亡的死亡的S S菌能使菌能使R R菌转化为菌转化为S S菌菌1 1、体内、体内转化实验的过程和结果转化实验的过程和结果对实验结果的解释对实验结果的解释无毒性的无毒性的R R型活细菌型活细菌有毒性的有毒性的S S型活细菌型活细菌后代转化后代转化与加热杀死的与加热杀死的S S型菌混合型菌混合+转化的性状是可以遗传的转化的性状是可以遗传的+死的死的S S型细菌具有某种活性物质型细菌具有某种活性物质(转化因子转化因子)，可使，可使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌。型细菌。推论推论第四组实验第四组实验艾弗里证明艾弗里证明DNADNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验 19441944 2 2、艾弗里证明、艾弗里证明DNADNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验 19441944艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)只有加入只有加入DNADNA，R R型菌才转化为型菌才转化为S S型菌，型菌，DNADNA是是“转化因子转化因子”结论：结论：由肺炎双球菌转化实验可知：由肺炎双球菌转化实验可知：DNA是遗传物质是遗传物质S型活细菌型活细菌 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRRS多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA DNA水解物水解物实验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是才是遗传物质遗传物质，而，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。蛋白质等其他物质不是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）（1 1）、加入）、加入DNADNA酶的组意图何在？酶的组意图何在？（2 2）、分析实验结果，能得出什么结论？）、分析实验结果，能得出什么结论？将将DNA分解分解艾弗里的实验思路艾弗里的实验思路肺炎双球菌（肺炎双球菌（S型细菌和型细菌和R型细菌）、细型细菌）、细菌培养基菌培养基将将S S型细菌中的多糖、型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和蛋白质、脂类和DNADNA等等提取出来，分别与提取出来，分别与R R 型细菌进行混合培养。观型细菌进行混合培养。观察其后代有无察其后代有无S S型细菌出现。型细菌出现。实验步骤：实验步骤：预期结果：预期结果：实验结果：实验结果：分析结论：分析结论：只有只有DNADNA与与R R型细菌进行混合，才能使型细菌进行混合，才能使R R型细菌型细菌转化成转化成S S型细菌型细菌DNADNA是遗传物质是遗传物质提出问题：提出问题：S S型细菌中的哪种物质是转化因子型细菌中的哪种物质是转化因子作出假设：作出假设：DNADNA或蛋白质是转化因子或蛋白质是转化因子实验材料：实验材料：DNADNA是使是使R R型菌产生稳定遗传变化的物质型菌产生稳定遗传变化的物质肺炎双球菌转化实验分析肺炎双球菌转化实验分析体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验者实验者格思菲思格思菲思艾弗里及同事艾弗里及同事培养细培养细菌菌小鼠小鼠(体内体内)培养基培养基(体外体外)实验结实验结果果加热杀死的加热杀死的S S型细菌能使型细菌能使R R型细菌型细菌SS型细菌型细菌S S型细菌的型细菌的DNADNA使使R R型细型细菌菌SS型细菌型细菌实验结实验结论论S S型细菌体内有型细菌体内有“转化因转化因子子”S S型细菌的型细菌的DNADNA是遗传物是遗传物质质联系联系1.1.所用材料相同，都是所用材料相同，都是R R型和型和S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌2.2.体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是基础，仅说明S S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”，体外转化实验进一步证明，体外转化实验进一步证明“转化转化因子因子”是是DNADNA3.3.两个转化实验都遵循对照原则两个转化实验都遵循对照原则艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也，纯度最高时也还有还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。表示怀疑。思考：思考：1、那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？、那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？设法把设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直接和蛋白质分开，然后单独、直接观察观察DNA和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路：实验中最关键的设计思路：2、有没有比细菌更为简单的实验材料？、有没有比细菌更为简单的实验材料？艾弗里实验的结论足以让所有科艾弗里实验的结论足以让所有科学家信服吗？为什么？学家信服吗？为什么？三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验赫尔希赫尔希 蔡斯蔡斯病毒：是一类没有细胞结构的生物。结构非常病毒：是一类没有细胞结构的生物。结构非常简单，化学成分只含蛋白质和核酸简单，化学成分只含蛋白质和核酸1、病毒分类、病毒分类细菌病毒：噬菌体细菌病毒：噬菌体动物病毒：流感病毒、天花病毒、动物病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、病毒、SARS病毒、乙肝病毒病毒、乙肝病毒植物病毒：烟草花叶病毒植物病毒：烟草花叶病毒按寄主分按寄主分按遗传按遗传物质分物质分DNA病毒：噬菌体病毒：噬菌体RNA病毒：流感病毒、天花病毒、病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、病毒、SARS病毒、乙肝病毒病毒、乙肝病毒T T2 2噬菌体中噬菌体中60%60%是蛋白质是蛋白质,40%40%是是DNA.DNA.2 2、实验材料：、实验材料：T2T2噬菌体、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌结构特点：结构特点：是一种专是一种专门门寄生寄生在大肠杆菌体内在大肠杆菌体内的病毒的病毒头部和尾部的外壳是头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内由蛋白质构成，头部内含有含有DNA 在自身遗传物质的指导下进行繁殖在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自宿原料来自宿主大肠杆菌主大肠杆菌子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌3 3、T T2 2噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖含含3535S S4、噬菌体侵染细菌的过程、噬菌体侵染细菌的过程（1 1）培养含放射性同位素的噬菌体）培养含放射性同位素的噬菌体含含3232P P 方法：在分别含有放射性同位素方法：在分别含有放射性同位素3232P P 和和3535S S的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌 分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T T2 2噬菌体噬菌体，制备含，制备含3232P P的的噬菌体噬菌体和和含含3535S S的噬菌体的噬菌体搅拌后搅拌后离心离心沉淀物放沉淀物放射性很低射性很低上清液放上清液放射性很高射性很高3535S S标记标记噬菌体噬菌体3535S S噬菌体与噬菌体与细菌混合细菌混合新形成的噬菌体新形成的噬菌体中没检测到中没检测到3535S S（2）、噬菌体侵染细菌过程）、噬菌体侵染细菌过程小结：小结：T T2 2噬菌体的蛋白质外壳并没噬菌体的蛋白质外壳并没进入大肠杆菌内，也没遗传进入大肠杆菌内，也没遗传给子代噬菌体。给子代噬菌体。细菌裂解细菌裂解离心后离心后3232P P标记标记噬菌体噬菌体3232P P噬菌体与噬菌体与细菌混合细菌混合离心后离心后上清液放上清液放射性很低射性很低沉淀物放沉淀物放射性很高射性很高新形成的噬菌体新形成的噬菌体中检测到中检测到3232P P搅拌后搅拌后离心离心噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程小结：小结：T T2 2噬菌体的噬菌体的DNADNA进入大肠杆菌内进入大肠杆菌内,并且遗传给子代噬菌体。并且遗传给子代噬菌体。结论：结论：在噬菌体亲代与子代之间具在噬菌体亲代与子代之间具有连续性的是有连续性的是DNADNA，而不是蛋白质。，而不是蛋白质。即即DNADNA是真正遗传物质是真正遗传物质。细菌裂解细菌裂解噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻5、噬菌体侵染细菌实验的、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：检测结果：上清液：上清液：沉淀物：沉淀物：噬菌体噬菌体细菌细菌(外壳外壳)(被注入的被注入的DNA)35S标记的实验标记的实验32P标记的实验标记的实验标记部位标记部位放射性放射性情况情况上清液沉淀物蛋白质蛋白质DNA有放射性有放射性无无无无有放射性有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高”沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分离不完全分离不完全(噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染释放出来的、未侵染的噬菌体的噬菌体/释放的释放的/未侵染的未侵染的)很高很低很低很高第二组第二组实验实验6、实验结果及结论：、实验结果及结论：第一组第一组 实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体32P标标记记DNA35S标记标记蛋白质蛋白质大肠杆大肠杆菌内菌内有有32P标标记记DNA无无35S标标记蛋白质记蛋白质子代子代噬菌体噬菌体DNA有有32P标记标记外壳蛋白外壳蛋白质无质无35S实验实验结论结论DNA分子分子具有连续具有连续性，是遗性，是遗传物质传物质结论：结论：噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。性状，是通过亲代的传递的。才是真正的才是真正的遗传物质。遗传物质。DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？敢于质疑敢于质疑 如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？病毒的遗传物质是什么？背景知识：背景知识：烟草烟草花叶病毒花叶病毒TMVTMV是是由由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成的，在感染组成的，在感染烟草时，会出现烟草时，会出现致病斑。致病斑。课堂延伸课堂延伸实验探究实验探究蛋白质蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验实验结果结果出现病斑出现病斑不出现病斑不出现病斑实验实验结果结果结论：结论：RNARNA是是烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质 RNARNA病毒病毒的遗传物质是的遗传物质是RNARNA烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说DNADNADNADNA是主要是主要是主要是主要的遗传物质的遗传物质的遗传物质的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明菌的实验只能证明DNADNA是是是是遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质。3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，、凡是具有细胞结构的生物，既有既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA。1 1、一切生物一切生物的遗传物质是核酸。的遗传物质是核酸。课堂总结课堂总结染染色色体体DNADNA蛋白质蛋白质肺炎双球菌肺炎双球菌转化实验转化实验噬菌体侵染噬菌体侵染细菌实验细菌实验烟草花叶病毒烟草花叶病毒少数的遗少数的遗传物质是传物质是RNARNAD DN NA A是是主主要要的的遗遗传传物物质质DNADNA是是遗传物质遗传物质DNA主要存在于染色体上，因此，染色体主要存在于染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体。是遗传物质的主要载体。2、关于、关于遗传遗传物物质质的叙述，正确的是的叙述，正确的是()A遗遗传传物物质质是是染染色色体体的的组组成成成成分分，但但不不是是染染色色质质的的组组成成分成成分B没有没有DNA的生物，也就没有的生物，也就没有遗传遗传物物质质C原核生物的原核生物的遗传遗传物物质质是是RNAD凡有凡有细细胞胞结结构的生物，其构的生物，其遗传遗传物物质质都是都是DNA1、为为研究噬菌体侵染研究噬菌体侵染细细菌的菌的详细过详细过程，你程，你认为认为同位素同位素标标记记的方案的方案应为应为()A用用14C和和3H培养噬菌体，再去侵染培养噬菌体，再去侵染细细菌菌B用用18O或或32P培养噬菌体，再去侵染培养噬菌体，再去侵染细细菌菌C将一将一组组噬菌体用噬菌体用32P和和35S标记标记D一一组组用用32P标记标记DNA，另一，另一组组用用35S标记标记蛋白蛋白质质外壳外壳DD课堂练习课堂练习3 3、用噬菌体去侵染内含有、用噬菌体去侵染内含有3232P P的细菌，在细菌解的细菌，在细菌解体后，含体后，含3232P P的应是的应是()()A A 子代噬菌体子代噬菌体DNA B DNA B 子代噬菌体蛋白质外壳子代噬菌体蛋白质外壳 C C子代噬菌体所有部分子代噬菌体所有部分 D D 子代噬菌体不含子代噬菌体不含3232P P4 4、用噬菌体去感染内含大量、用噬菌体去感染内含大量3 3H H的细菌，待细菌的细菌，待细菌解体后，解体后，3 3H H应应()()A A、随细菌的解体而消失、随细菌的解体而消失 B B、发现于噬菌体外壳和、发现于噬菌体外壳和DNADNA中中 C C、仅发现于噬菌体的、仅发现于噬菌体的DNADNA中中 D D、仅发现于噬菌体的外壳中、仅发现于噬菌体的外壳中AB谢谢大家谢谢大家