【课件】DNA是主要的遗传物质第1课时课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

DNA是主要的遗传物质（第1课时）高一人教版生物学必修2第3章1 12 23 34 4豌豆实验证明了豌豆实验证明了生物性状由遗传生物性状由遗传因子控制因子控制孟德尔孟德尔把把“遗传因子遗传因子”命名为基因命名为基因约翰逊约翰逊提出基因在染色提出基因在染色体上的假说体上的假说萨萨 顿顿通过果蝇实验证通过果蝇实验证明了明了基因位于染基因位于染色体上色体上摩尔根摩尔根科学家发现：染色体科学家发现：染色体的主要组成成分是的主要组成成分是 DNADNA和蛋白质和蛋白质。5 5哪个是遗传物质哪个是遗传物质？在亲代和子代之间染在亲代和子代之间染色体携带着基因进行色体携带着基因进行传递，遗传物质就在传递，遗传物质就在染色体上。染色体上。基因是什么（本质）？基因是什么（本质）？发现基因发现基因基因在哪里（位置）？基因在哪里（位置）？亲子代之间染色体的变化亲子代之间染色体的变化 一、对遗传物质的早期推测DNADNA分子分子蛋白质蛋白质染色质染色质染色体染色体哪种物质是遗传物质？哪种物质是遗传物质？遗传物质具有什么特点？遗传物质具有什么特点？u能够储存大量遗传信息u能够准确复制自己，传给下一代u结构稳定u可以控制生物的性状一、对遗传物质的早期推测2020世纪世纪2020年代，大多数科学家认为：年代，大多数科学家认为：蛋白质是生物体的遗传物质蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子；蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子；氨基酸多种多样的排列组合方式；氨基酸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。氨基酸氨基酸 多肽多肽 蛋白质蛋白质一、对遗传物质的早期推测2020世纪世纪3030年代，科学家发现：年代，科学家发现：DNADNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子；的生物大分子；组成组成DNADNA的脱氧核苷酸有的脱氧核苷酸有4 4种；种；每种脱氧核苷酸都有特定的碱基。每种脱氧核苷酸都有特定的碱基。由于对由于对DNADNA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。导地位。脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA蛋白质DNA支持的材料否定的材料1.亲子代之间联系的桥梁是生殖细胞。生殖细胞形成过程中，染色体和DNA的数量存在规律性的变化。1【活动】分析推理谁是遗传物质？蛋白质DNA支持的材料否定的材料2.人们推测，既然基因能够控制那么多、那么复杂的生物性状，那么构成基因的遗传物质也一定是一种非常复杂、非常多样的化学物质，才能承担做为基因的艰巨任务。蛋白质恰好是结构最复杂、最多样的分子。123.组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。4.组成DNA的核苷酸有4种。5.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量信息。6.蛋白质是生命活动的承担者，与生物的性状密切相关。7.蛋白质有复杂的空间结构，但在高温下空间结构会被破 坏，容易变性。8.DNA结构稳定，耐高温。9.蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的。10.DNA能自我复制、并且在复制的过程中有多种机制保证准确性。11.一般情况下，同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中，DNA的含量基本相等，而生殖细胞中的DNA含量恰好是体细胞中的一半。12.同一生物的不同组织细胞中，蛋白质的种类和质量差异较大。分析推理谁是遗传物质？蛋白质DNA支持的材料2、3、5、61、8、10、11否定的材料7、9、124信息整合归纳1.亲子代之间联系的桥梁是生殖细胞。生殖细胞形成过程中，染色体和DNA的数量存在规律性的变化。9.蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的。10.DNA能自我复制、并且在复制的过程中有多种机制保证准确性。遗传物质应在亲子代间有连续性2.人们推测，既然基因能够控制那么多、那么复杂的生物性状，那么构成基因的遗传物质也一定是一种非常复杂、非常多样的化学物质，才能承担做为基因的艰巨任务。蛋白质恰好是结构最复杂、最多样的分子。3.组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。4.组成DNA的核苷酸有4种。5.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量信息。信息整合归纳遗传物质应具有：多样性7.蛋白质有复杂的空间结构，但在高温下空间结构会被破坏，容易变性。8.DNA结构稳定，耐高温。11.一般情况下，同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中，DNA的含量基本相等，而生殖细胞中的DNA含量恰好是体细胞中的一半。12.同一生物的不同组织细胞中，蛋白质的种类和质量差异较大。信息整合归纳遗传物质应具有：稳定性小结：遗传物质应该具有的特点（1）多样性。具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力。（2）连续性。能够精确地复制自己，保证在亲子代之间的传递。（3）稳定性。结构稳定，保证遗传信息的准确，同时又具有可变化的机制。（4）能够控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。二、肺炎链球菌的转化实验 1 1、格里菲思（、格里菲思（F.Griffith,F.Griffith,英国）英国）19281928年年（体内转化实验）（体内转化实验）（1 1）肺炎链球菌的两种类型肺炎链球菌的两种类型R R型型S S型型菌落表面粗糙（菌落表面粗糙（roughrough）没有多糖类的荚膜，没有多糖类的荚膜，无致病性无致病性菌落表面光滑（菌落表面光滑（smoothsmooth）有多糖类的荚膜，有多糖类的荚膜，有致病性有致病性二、肺炎链球菌的转化实验（2 2）格里菲斯格里菲斯实验过程实验过程小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠不死亡S S型活菌型活菌R R型活菌型活菌加热致死加热致死的的S S型菌型菌体内分离出体内分离出S型活菌型活菌1.1.第一组第二组实验作第一组第二组实验作用是什么？用是什么？2.2.第二组死亡小鼠体内第二组死亡小鼠体内分离出分离出S S型活菌，说明型活菌，说明了什么？了什么？3.3.如何解释第三组实验如何解释第三组实验结果（即小鼠不死亡）结果（即小鼠不死亡）？对照实验使小鼠死亡的确实是S型活细菌加热致死的作用原理：加热致死的作用原理：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80100 的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开;当温度降至55 以下时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质不能恢复活性。二、肺炎链球菌的转化实验（2 2）格里菲斯格里菲斯实验过程实验过程小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡S S型活菌型活菌R R型活菌型活菌加热致死加热致死的的S S型菌型菌R R型活菌与加热致型活菌与加热致死的死的S S型菌型菌体内分离出体内分离出S型活菌型活菌体内分离出体内分离出S型活菌型活菌二、肺炎链球菌的转化实验R R活菌活菌 S S活菌活菌+S+S死细菌死细菌转化转化（3 3）实验结论：）实验结论：已经加热致死的已经加热致死的S S型细菌，含有某种促使型细菌，含有某种促使R R型活细型活细菌转化为菌转化为S S型活细菌的活性物质型活细菌的活性物质转化因子（转化因子（遗传物质遗传物质）。）。第四组实验第四组实验导致小鼠死亡是什么菌？导致小鼠死亡是什么菌？活的活的S S型细菌，从体内分离出型细菌，从体内分离出S S型活菌型活菌为什么为什么将将R R型活细菌和加热杀死后的型活细菌和加热杀死后的S S型细菌混合后注射到小鼠体内，型细菌混合后注射到小鼠体内，会会如何出现活的如何出现活的S S型细菌型细菌？暂停、思考暂停、思考二、肺炎链球菌的转化实验（2 2）格里菲斯格里菲斯实验实验小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡S S型活菌型活菌R R型活菌型活菌加热致死加热致死的的S S型菌型菌R R型活菌与加热致型活菌与加热致死的死的S S型菌型菌体内分离出体内分离出S型活菌型活菌体内分离出体内分离出S型活菌型活菌从格里菲思的实验中，你学习了哪些实验方法?实验中要控制单一变量设置对照组暂停、思考、表述暂停、思考、表述二、肺炎链球菌的转化实验S S型细菌的主要组成成分是什么？其中能使型细菌的主要组成成分是什么？其中能使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌型细菌的物质（的物质（转化因子转化因子）是什么呢？）是什么呢？R R活菌活菌 S S活菌活菌+S+S死细菌死细菌转化转化在证明在证明DNADNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键关键的设计的设计思路思路是什么？是什么？必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。暂停、思考、讨论、表述暂停、思考、讨论、表述加热致死的加热致死的S S型细菌型细菌多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质DNADNARNARNA进一步探究进一步探究“遗传因子遗传因子”究竟哪种物质才是加热致死的究竟哪种物质才是加热致死的S S型菌内的转化因子呢型菌内的转化因子呢？S S型细菌的化学组分图型细菌的化学组分图核酸核酸二、肺炎链球菌的转化实验探究活动：探究活动：探究转化因子成分探究转化因子成分二、作出假设：二、作出假设：三、实验验证：三、实验验证：一、提出问题：一、提出问题：四、分析结果，得出结论：四、分析结果，得出结论：S S型细菌中哪种物质是转化因子（遗传物质）呢型细菌中哪种物质是转化因子（遗传物质）呢?DNADNA是转化因子（遗传物质）是转化因子（遗传物质）DNADNA是是/否为遗传物质否为遗传物质3 3、预期实验结果、预期实验结果1 1、实验思路、实验思路2 2、实验具体方案、实验具体方案（注意实验原则、确定好自变量、因变量和无关变量）（注意实验原则、确定好自变量、因变量和无关变量）（一）设计实验：（一）设计实验：（二）实施实验：（二）实施实验：得到真实实验结果得到真实实验结果实验设计：实验设计：S S型菌型菌破碎破碎多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸RNARNADNADNA+糖苷酶糖苷酶+蛋白酶蛋白酶+RNA+RNA酶酶+DNA+DNA酶酶含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 观察观察R R型型菌转化菌转化情况情况（是否（是否出现出现S S型型活菌）活菌）+脂酶脂酶含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 1 1、实验思路：、实验思路：减法原理减法原理(P46)(P46)2 2、实验方案：、实验方案：在在每每个个实实验验组组中中特特异异性性地地去去除除了了一一种种物物质质，然然后后观观察察在在没没有有这这种种物物质质的情况下，实验结果会有什么变化。的情况下，实验结果会有什么变化。S S型细菌的化学组分图型细菌的化学组分图探究活动：探究活动：探究转化因子成分探究转化因子成分S S型菌提型菌提取液取液现现有有材材料料：固固体体培培养养基基、含含R R型型菌菌的的液液体体培培养养基基、S S型型菌菌提提取取液液（含含糖糖类类、蛋蛋白白质质、脂脂质质、RNARNA和和DNADNA）、糖糖苷苷酶酶、酯酯酶酶、蛋蛋白白酶酶、RNARNA酶酶、DNADNA酶酶。请请根根据据上上述述实实验验材材料料，设设计计实实验验探探究究转转化化因因子子的的成成分分，写写出出实实验验思思路路、实验方案和预期实验结果。实验方案和预期实验结果。3 3、预期实验结果：、预期实验结果：实验设计：实验设计：S S型菌型菌破碎破碎多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质核酸核酸RNARNADNADNA+糖苷酶糖苷酶+蛋白酶蛋白酶+RNA+RNA酶酶+DNA+DNA酶酶含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 观察观察R R型型菌转化菌转化情况情况（是否（是否出现出现S S型型活菌）活菌）+脂酶脂酶含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 含含R R型菌的液体培养基混合培养型菌的液体培养基混合培养 对对比比实实验验(相相互互对对照照)自变量：自变量：因变量：因变量：R R型菌是否转型菌是否转化为化为S S型活菌型活菌3 3、预期实验结果：、预期实验结果：只有只有不出现活的不出现活的S S型细菌，其他组均出现型细菌，其他组均出现加入酶的种类加入酶的种类1 1、实验思路：、实验思路：减法原理减法原理(P46)(P46)2 2、实验方案：、实验方案：在在每每个个实实验验组组中中特特异异性性地地去去除除了了一一种种物物质质，然然后后观观察察在在没没有有这这种种物物质质的情况下，实验结果会有什么变化。的情况下，实验结果会有什么变化。S S型细菌的化学组分图型细菌的化学组分图探究活动：探究活动：探究转化因子成分探究转化因子成分S S型菌提型菌提取液取液现现有有材材料料：固固体体培培养养基基、含含R R型型菌菌的的液液体体培培养养基基、S S型型菌菌提提取取液液（含含糖糖类类、蛋蛋白白质质、脂脂质质、RNARNA和和DNADNA）、糖糖苷苷酶酶、酯酯酶酶、蛋蛋白白酶酶、RNARNA酶酶、DNADNA酶酶。请请根根据据上上述述实实验验材材料料，设设计计实实验验探探究究转转化化因因子子的的成成分分，写写出出实实验验思思路路、实验方案和预期实验结果。实验方案和预期实验结果。二、肺炎链球菌的转化实验2 2、艾弗里（艾弗里（O.Avery,O.Avery,美国）美国）2020世纪世纪4040年代年代（体外转化实验）（体外转化实验）将将加热致死加热致死的的S S型菌破碎后，首先设法型菌破碎后，首先设法去除绝大部分去除绝大部分糖类、蛋白糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。质和脂质，制成细胞提取物。观观察察什什么么？二、肺炎链球菌的转化实验2 2、艾弗里（艾弗里（O.Avery,O.Avery,美国）美国）2020世纪世纪4040年代年代（体外转化实验）（体外转化实验）实验结论：DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传变化的物质型细菌产生稳定遗传变化的物质课本课本P46 P46 疑问解答1 1、R R型细菌是如何转化为型细菌是如何转化为S S型细菌的型细菌的？控制荚膜生成的控制荚膜生成的S S型菌型菌DNADNA片段（片段（X X基因）转移且整合到基因）转移且整合到R R型菌遗传物质中，型菌遗传物质中，从而使从而使R R型菌遗传物质发生改变型菌遗传物质发生改变(转化为转化为S S型菌），稳定表达出荚膜。型菌），稳定表达出荚膜。R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌的实质：型细菌的实质：疑问解答2 2、在、在S S型菌转化因子的作用下，所有的型菌转化因子的作用下，所有的R R型细菌都转化为型细菌都转化为S S型活菌吗？型活菌吗？不是。不是。一般情况下，转化率很低，只有极少数一般情况下，转化率很低，只有极少数R R型细菌被型细菌被S S型细菌的型细菌的DNADNA侵入并发生转化，培侵入并发生转化，培养基中养基中(或小鼠体内或小鼠体内)的大量的大量S S型细菌大多是由转化后的型细菌大多是由转化后的S S型细菌繁殖而来的。型细菌繁殖而来的。疑问解答3 3、艾弗里采用哪些技术来实现他们的实验设计？、艾弗里采用哪些技术来实现他们的实验设计？细菌的培养技术细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术物质的提纯和鉴定技术。疑问解答4 4、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？实验材料具有哪些优点？细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点：细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点：（1 1）个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质）个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。（2 2）繁殖快，细菌）繁殖快，细菌2030min2030min就可以繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。就可以繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2 0 2 0谢谢观看！