DNA是主要的遗传物质课件-高一下学期生物人教版必修2.pptx

第第1 1节节 DNA DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质证据证据主讲：金好俊主讲：金好俊第第1节节 DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质亲代雄体减数分裂精子雌体减数分裂卵细胞受精作用受精卵有丝分裂子代(2N)(2N)(N)(N)(2N)(2N)(2N)(2N)(2N)(2N)(N)(N)染色体在生物遗传中起着重要作用染色体在生物遗传中起着重要作用 20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。讨论1、你认为遗传物质可能具有什么特点？2、你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代；结构比较稳定，等等。传递给下一代；结构比较稳定，等等。例如，将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代例如，将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现。的性状表现。问题探讨作为遗传物质所必须具备的特点作为遗传物质所必须具备的特点:问题探讨能够准确地能够准确地复制复制自己，传递给下一代；自己，传递给下一代；结构结构比较比较稳定稳定；能能贮存贮存大量的大量的遗传信息遗传信息；能够指导蛋白质的合成，从而能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和控制生物的性状和代谢代谢。一、对遗传物质的早期推测2 2、2020世纪世纪3030年代年代观点：观点：DNADNA是遗传物质。是遗传物质。对对DNADNA分子的认识：分子的认识：1 1）、）、DNADNA是有许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。是有许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。2 2）、脱氧核苷酸酸有四种，化学组成包括脱氧核糖、）、脱氧核苷酸酸有四种，化学组成包括脱氧核糖、磷酸和碱磷酸和碱基。基。DNDNA A蛋蛋白白质质染染色色质质 染染色体色体2020世纪世纪2020年代的推测年代的推测:蛋白质是由多种蛋白质是由多种氨基酸氨基酸连接而成的生物大分子；连接而成的生物大分子；氨基酸氨基酸多种多样的排列组合方式。多种多样的排列组合方式。可能蕴含着遗传信息可能蕴含着遗传信息 蛋白质是生物体内的遗传物质蛋白质是生物体内的遗传物质！脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 有科学家提出有科学家提出DNADNA分子分子是遗传物质的观点！是遗传物质的观点！由于对由于对DNADNA分子的结构没有清晰了解，分子的结构没有清晰了解，蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。?实验材料：肺炎实验材料：肺炎链链球菌球菌 1928 1928年，英国的格里菲思用一种细年，英国的格里菲思用一种细菌菌肺炎双球菌感染小鼠实验。肺炎双球菌感染小鼠实验。二二、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验大多数科学家认为大多数科学家认为蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质“我们表示怀疑！我们表示怀疑！”艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希格里菲思格里菲思二二、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验(一一)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验S型细菌型细菌R型细菌型细菌光滑光滑Smooth粗糙粗糙rough有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有毒性，可致死有毒性，可致死无毒性无毒性菌落特征菌落特征菌体菌体毒性毒性体内体内转化实验（格里菲思）转化实验（格里菲思）实验结论：实验结论：已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，必然型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质含有某种促成这一转化的活性物质转化因子转化因子体内体内转化实验（格里菲思）转化实验（格里菲思）知识建构知识建构1 1 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物必然含有某种促成这一转化的活性物 质质“转化因子转化因子”。?哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？哪种物质是转化因子？对比对比A.BA.B组的实验现象，这说明了什么？组的实验现象，这说明了什么？什么使活什么使活R R型细菌转变成活的型细菌转变成活的S S型细菌？型细菌？?由于体内有活的由于体内有活的S S型细菌的作用。型细菌的作用。活的活的R R型细菌变成了活的型细菌变成了活的S S型细菌。型细菌。加热杀死的加热杀死的S S型细菌使活的型细菌使活的R R型细菌发生型细菌发生 了转化。了转化。D组小鼠为什么会死亡呢？组小鼠为什么会死亡呢？活的活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？?S S型细菌型细菌使小鼠死亡。使小鼠死亡。过过程程探探究究1格格里里菲菲思思的的实实验验：格里菲斯结论格里菲斯结论:加热杀死的加热杀死的S S型细菌中含有一种型细菌中含有一种“转化因子转化因子”，能使，能使R R型活细菌转化为型活细菌转化为S S型活细菌。型活细菌。不能证明不能证明DNADNA是转化因子是转化因子问题：根据格里菲斯的实验结论问题：根据格里菲斯的实验结论能否证明能否证明DNADNA是转化因子？是转化因子？加热杀死的加热杀死的S S型菌中既有型菌中既有DNADNA又有蛋白质等，不能确定转化又有蛋白质等，不能确定转化因子的化学本质。因子的化学本质。为什么不能呢为什么不能呢？体内体内转化实验（格里菲思）转化实验（格里菲思）实验设计实验设计寻找寻找“转化因子转化因子”：你有什么样的设计思路，你有什么样的设计思路，关键关键是什么？是什么？关键思路：关键思路：关键思路：关键思路：把各种化合物分开，单独观把各种化合物分开，单独观把各种化合物分开，单独观把各种化合物分开，单独观 察，确定唯一变量察，确定唯一变量察，确定唯一变量察，确定唯一变量 。设计方法：把由设计方法：把由设计方法：把由设计方法：把由S S S S型细菌中分离，提取出型细菌中分离，提取出型细菌中分离，提取出型细菌中分离，提取出 的各种成分，单独作用于的各种成分，单独作用于的各种成分，单独作用于的各种成分，单独作用于R R R R型型型型 细菌。细菌。细菌。细菌。（直接分离法）（直接分离法）在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？艾弗里的实验艾弗里的实验：体外体外转化实验（转化实验（艾弗里艾弗里）二二、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验有没有可能有没有可能有没有可能有没有可能DNADNADNADNA上仍沾有蛋白质，极少的上仍沾有蛋白质，极少的上仍沾有蛋白质，极少的上仍沾有蛋白质，极少的蛋白质就是转化因子呢？蛋白质就是转化因子呢？蛋白质就是转化因子呢？蛋白质就是转化因子呢？?过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验：只在只在A A组中出现组中出现S S型细菌型细菌,说明了什么说明了什么?只有加入只有加入DNADNA，R R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S S型细菌型细菌知识建构知识建构2 2 DNADNA是转化因子。是转化因子。过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验：DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传变化型细菌产生稳定遗传变化的物质，的物质，DNADNA是转化因子。是转化因子。以上以上转化实验转化实验表明：表明：D N A D N A D N A D N A 是是是是 遗遗遗遗 传传传传 物物物物 质质质质 。蛋白质不蛋白质不蛋白质不蛋白质不 是是是是 遗遗遗遗 传传传传 物物物物 质质质质 。实验结论：实验结论：1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（的是（）AR型肺炎双球菌型肺炎双球菌B加热杀死后的加热杀死后的R型肺炎双球菌型肺炎双球菌C加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R型型细菌混合细菌混合D练习练习:2.肺炎双球菌转化实验中肺炎双球菌转化实验中,发现无毒发现无毒R型和型和被加热杀死的有毒被加热杀死的有毒S型细菌混合后型细菌混合后,在小鼠在小鼠体内找到了下列类型的体内找到了下列类型的细菌（细菌（）A、无毒、无毒R型，有毒型，有毒S型型B、有毒、有毒R型，无毒型，无毒S型型C、有毒、有毒R型，有毒型，有毒S型型D、无毒、无毒R型，无毒型，无毒S型型AS S型菌型菌荚膜荚膜控制荚膜形控制荚膜形成的成的X X基因基因加热加热杀死杀死被破坏被破坏的的S S型型菌菌X X基因吸附在基因吸附在R R型菌表面型菌表面X X基因进基因进入入R R型菌型菌重组重组R R型菌转化型菌转化成成S S型菌型菌 蛋白质和核酸蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。对于高温的耐受力是不同的。在在80-100 80-100 的温度范围内，蛋白质失活，的温度范围内，蛋白质失活，DNADNA双链解开；当温度恢复至室双链解开；当温度恢复至室温后，温后，DNADNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。知识拓展知识拓展 R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌的型细菌的本质：本质：基因重组基因重组注意注意：只是：只是少数少数R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌型细菌二二、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验(三三)噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验（1）噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图（2）研究方法：研究方法：同位素标记法同位素标记法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNADNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记（标记（标记（标记32323232P P P P）（标记（标记（标记（标记35353535S S S S）标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：v在分别含有放射性同位素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v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，制备含备含3232P P的噬菌体的噬菌体和和含含3535S S的噬菌体的噬菌体离心离心离心离心思考与讨论：思考与讨论：噬菌体有噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用和蛋白质两种组分，用35S和和32P分别标记噬菌体的分别标记噬菌体的哪一种组分？用哪一种组分？用14C和和18O等同位素可行吗，为什么？等同位素可行吗，为什么？_。实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？_。离心后沉淀物与上清液各有什么成分？离心后沉淀物与上清液各有什么成分？_。结果结果实验过程及结果：实验过程及结果：第一组第一组 实验实验第二组第二组实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体35 S标记标记蛋白质蛋白质32 32 P标记标记DNA 寄主寄主细胞内细胞内无无35S标标记蛋白质记蛋白质有有32P标标记记DNA子代子代噬菌体噬菌体外壳蛋白外壳蛋白质质无无35SDNA有有32P标记标记实验实验结论结论DNA分分子具有连子具有连续性，是续性，是遗传物质遗传物质由实验结果可知，噬菌体在细菌内的增殖是在 的作用下完成的。直接证明：直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质间接证明：间接证明：DNA DNA能够自我复制，使前后代保持一定能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA DNA能控制蛋白质的生物合成。能控制蛋白质的生物合成。不能证明：不能证明：DNA是主要遗传物质。蛋白质不是遗传物质。是主要遗传物质。蛋白质不是遗传物质。DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？三、RNA是遗传物质的实验证据1、实验材料：烟草花叶病毒。只有RNA和蛋白质两种物质组成。2、实验过程：烟草花叶病毒蛋白质侵染烟草烟草不感染病毒RNA侵染烟草烟草感染病毒3、结论：RNA是遗传物质DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质1、凡是有细胞结构的生物，它们的遗传物质、凡是有细胞结构的生物，它们的遗传物质都是都是DNA而不是而不是RNA。2、无细胞结构的生物、无细胞结构的生物病毒，病毒，（1）只只含有含有DNA的病毒的病毒，遗传物质是遗传物质是DNA，（如噬菌（如噬菌体，乙肝病毒，天花病毒）；体，乙肝病毒，天花病毒）；（2）只只含有含有RNA的病毒，遗传物质是的病毒，遗传物质是RNA，（如艾滋，（如艾滋病病毒，流感病毒，病病毒，流感病毒，SARS病毒）病毒）绝大数生物的遗传物质是绝大数生物的遗传物质是DNA,所以所以DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质。RNA（核糖核酸）（核糖核酸）有些病毒（如烟有些病毒（如烟草花草花 叶病毒），它们叶病毒），它们不含有不含有DNA,只含有只含有RNA。在这种情况下，在这种情况下，RNA就起着遗传物质的就起着遗传物质的作用。作用。3 3、DNA DNA是主要遗传物质的证据是主要遗传物质的证据DNA主要的遗主要的遗传物质传物质 目前，已有充分目前，已有充分的科学研究资料证明，的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质作为遗传物质的。的。例：病毒的遗传物质是（例：病毒的遗传物质是（）人的遗传物质是（人的遗传物质是（）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNAD A【例例】下下图图中中，烟烟草草花花叶叶病病毒毒(TMV)(TMV)与与车车前前草草病病毒毒(HRV)(HRV)的的结结构构如如A A、B B，侵染作物叶片的症状如，侵染作物叶片的症状如C C、D D。(1)(1)用用E E去去侵侵染染叶叶片片F F时时，叶叶片片F F患患病病的病状与的病状与 相同。相同。(2)F(2)F上的病毒的蛋白质外壳是以上的病毒的蛋白质外壳是以 为模板，为模板，以以 为场所合成为场所合成车前草病毒致病症状HRV的RNA作物叶片作物叶片F细胞的核糖体细胞的核糖体的。所需的氨基酸来自的。所需的氨基酸来自 。(3)E的子代病毒的各项特性都是由的子代病毒的各项特性都是由 决决定的。定的。(4)本实验证明本实验证明 。作物叶片作物叶片F细胞内的氨基酸细胞内的氨基酸HRV的的RNARNA是遗传物质是遗传物质 核酸是一切生物的遗传物质，核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（核酸包括脱氧核糖核酸（DNADNA）和核）和核糖核酸（糖核酸（RNARNA），绝大多数生物都是），绝大多数生物都是以以DNADNA作为遗传物质的，因此作为遗传物质的，因此DNADNA是是主要的遗传物质主要的遗传物质。课堂课堂小结小结思考思考:通过这节课的学习通过这节课的学习,你们能总结出你们能总结出作为遗传物质应具备什么样的特点作为遗传物质应具备什么样的特点?分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性能够自我复制，保持前后代的连续性能够自我复制，保持前后代的连续性能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异课堂练习课堂练习1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是蛋白质不是遗传物质的原因之一是()：A.它的含量很少它的含量很少 B.它不能自我复制它不能自我复制 C.它与新陈代谢无关它与新陈代谢无关 D.它的种类很多它的种类很多 一、选择题：一、选择题：B 2注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）AR型肺炎双球菌型肺炎双球菌B加热杀死后的加热杀死后的R型肺炎双球菌型肺炎双球菌C加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R型细菌混合型细菌混合D1.将有荚膜的将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因会导致小白鼠因_而死亡，而无荚膜的而死亡，而无荚膜的R型细菌型细菌_，但如果将，但如果将R型细菌与加热杀型细菌与加热杀死后的死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则型细菌混合再注入到小白鼠体内则_，此实验说明，此实验说明S型细菌体内存在着能使型细菌体内存在着能使R型细菌转化成型细菌转化成S型细菌的型细菌的_，经实验证，经实验证明这种物质是明这种物质是_。患败血症患败血症小鼠正常小鼠正常小鼠死亡小鼠死亡转化因子转化因子DNA二二.填空题填空题:精选练习精选练习1.肺炎双球菌的转化实验证明了肺炎双球菌的转化实验证明了()是遗传物质是遗传物质A.蛋白质蛋白质 B.多糖多糖 C.DNA D.荚膜荚膜2.肺炎双球菌的转化实验过程中，发生转化的细菌肺炎双球菌的转化实验过程中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是（和含转化因子的细菌分别是（）A.R型细菌和型细菌和S型细菌型细菌B.R型细菌和型细菌和R型细菌型细菌C.S型细菌和型细菌和R型细菌型细菌 D.S型细菌和型细菌和S型细菌型细菌3.用某种酶处理转化因子后，用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化型细菌不能再转化成成S型细菌，这种酶是（型细菌，这种酶是（）A.蛋白酶蛋白酶 B.分解多糖荚膜的酶分解多糖荚膜的酶C.DNA酶酶 D.纤维素酶纤维素酶CAC4.控制生物性状遗传的主要物质是（控制生物性状遗传的主要物质是（）A.蛋白质蛋白质 B.RNA C.多糖类多糖类 D.DNA5.在肺炎双球菌的转化实验中，在肺炎双球菌的转化实验中，R型转化成型转化成S型的型的转化因子是（转化因子是（）A.荚膜荚膜 B.蛋白质蛋白质C.R型的型的DNA D.S型的型的DNA6.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是（噬菌体在繁殖过程中利用的原料是（）A.自己的核苷酸和氨基酸自己的核苷酸和氨基酸 B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸自己的核苷酸和细菌的氨基酸C.细菌的脱氧核苷酸和氨基酸细菌的脱氧核苷酸和氨基酸 D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸自己的氨基酸和细菌的核苷酸DDC7.从肺炎双球菌的从肺炎双球菌的S型活菌中提取型活菌中提取DNA，将，将S型型DNA与与R型活菌混型活菌混合培养时，合培养时，R型活菌繁殖的后代中有少量型活菌繁殖的后代中有少量S型菌体，这些型菌体，这些S型菌体的型菌体的后代均为后代均为S型菌体。这个实验表明型菌体。这个实验表明DNA（）A.分子结构相对稳定分子结构相对稳定 B.能够自我复制能够自我复制C.能够指导蛋白质合成能够指导蛋白质合成 D.能引起遗传的变异能引起遗传的变异8.噬菌体侵染细菌的过程中，能说明噬菌体侵染细菌的过程中，能说明DNA分子是遗传物质的关键分子是遗传物质的关键步骤是（步骤是（）噬菌体将自己的噬菌体将自己的DNA注入到细菌体内注入到细菌体内噬菌体的噬菌体的DNA利利用细菌体内的成分复制出用细菌体内的成分复制出DNA和蛋白质外壳和蛋白质外壳新合成的新合成的DNA和和蛋白质外壳组装成子代噬菌体蛋白质外壳组装成子代噬菌体释放子代噬菌体释放子代噬菌体A.B.C.D.9.用噬菌体去侵染含用噬菌体去侵染含32的细菌，在细菌解体后含的细菌，在细菌解体后含32的是的是()A.子代噬菌体子代噬菌体DNA B.子代噬菌体外壳子代噬菌体外壳C.子代噬菌体外壳及子代噬菌体外壳及DNA D.部分子代噬菌体部分子代噬菌体DCA