【生物】DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

荧光水母荧光猪将发光水母中与发出绿色荧光有关的遗传物质导入了猪的细胞中遗传物质到底是什么呢？第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质孟德尔摩尔根生物的性状是由遗传因子（基因）决定的基因位于染色体上染色体主要由蛋白质和DNA组成【问题探讨】P42遗传物质应具备的特点？（1）结构比较 ；（2）能储存大量 ；（3）可准确 ，传递给下一代。染色体DNA蛋白质遗传信息稳定复制在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢?氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。没发现其他大分子有类似的结构特点。20世纪20年代蛋白质是生物体的遗传物质。一、对遗传物质的早期推测 P42 20世纪30年代人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。大多数科学家认为蛋白质是遗传物质是吗？我不信！艾弗里赫尔希格里菲思1.格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验2.艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验一、肺炎链球菌的转化实验S型细菌R型细菌菌体菌落毒性有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜 肺炎链球菌 小白鼠多糖荚膜格里菲思（1）实验材料：1.肺炎链球菌的体内转化实验表面光滑表面粗糙有无P43R型活菌S型活菌加热杀死的S型菌1.肺炎链球菌的体内转化实验实验过程S型活菌注射小鼠小鼠_；说明S型菌对小鼠_（有/无）致病性。R型活菌注射小鼠小鼠_；说明R型菌对小鼠_（有/无）致病性。加热杀死S型菌注射小鼠小鼠 ；说明死的S型菌对小鼠_（有/无）致病性。死亡有不死亡无不死亡无P43R型活菌S型活菌加热杀死的S型菌加热杀死的S型菌R型活菌R型活细菌S型活细菌S型死细菌某种活性物质推断：已经加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质 。转化因子小鼠体内提取出S型活细菌和R型活细菌1.肺炎链球菌的体内转化实验实验过程P43小试牛刀（1）加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型活细菌（）（2）格里菲思的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡（）加热致死的S型细菌内有什么物质呢？问题激疑加热致死的S型细菌细胞膜（糖类、脂质和蛋白质）DNA、RNA、蛋白质设法将物质区分开，单独看其作用研究大致思路：（1）实验材料：培养基、R型活细菌、S型细菌的细胞提取物、蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶（2）如何获得细胞提取物？提取物中含有什么？将加热致死的S型细菌破碎，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。细胞提取物中主要含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA。2.艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验P44结论：才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA2.艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验没有蛋白质没有RNA没有脂质没有DNAP44自变量控制中的“加法原理”与“减法原理”“加法原理”和“减法原理”是在对照实验中，控制变量时可以采用的科学方法。减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。加法原理：在对照实验中，与常态比较，人为施加某种影响因素称为“加法原理”。A.在肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。B.在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，给予高温、施加酶、Fe3+等条件，观察实验结果减法原理加法原理（单一变量）P46 肺炎链球菌的转化实验体外转化实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？“转化因子”是 ，才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。实验结论 遵循单一变量原则和对照原则。其巧妙之处在于：运用“减法原理”，在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）P44DNADNA知识建构格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验存在“转化因子”“转化因子”是DNA DNA是遗传物质 巩固训练1.肺炎链球菌的转化实验中，发现无致病性R型活细菌和被加热致死的有致病性S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌（）有致病性R型细菌 无致病性R型细菌 有致病性S型细菌 无致病性S型细菌 A.B.C.D.C2.如图，在肺炎链球菌转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4号四支试管中，加入相应的物质，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是（）A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4D3.某研究人员模拟肺炎链球菌的转化实验，进行了以下3个实验：S型细菌的细胞提取物DNA酶与R型活细菌混合注入小鼠体内 加热致死的S型细菌与R型活细菌混合注入小鼠体内 S型细菌的DNA与高温加热后冷却的R型细菌混合注入小鼠体内以上3个实验中小鼠存活的情况依次是（）A.存活、存活、存活 B.存活、死亡、存活 C.死亡、死亡、存活 D.存活、死亡、死亡B 1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的技术，完成了另一个有说服力的实验。艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出的纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。思考：有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？P44（含C、H、O、N、S）（含C、H、O、N、P）（含S）（含P）用32P标记用35S标记噬菌体结构模式图三、噬菌体侵染细菌的实验1.T2噬菌体（病毒）（1）组成：蛋白质外壳DNA（2）生活方式：专门寄生于大肠杆菌中P44、45（3）噬菌体侵染细菌的过程：T2噬菌体只提供遗传物质(DNA)作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。吸附注入复制、合成组装释放侵入别的细菌P45与未标记的细菌混合，保温上清液：沉淀物：未进入细菌的噬菌体被侵染的大肠杆菌标记噬菌体搅拌后离心检测上清液和沉淀中的放射性思考：（1）搅拌和离心的目的分别是什么？（2）上清液和沉淀物中分别是什么？（3）实验能否用32P和35S同时标记噬菌体？2.赫尔希和蔡斯的实验过程不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性；若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。P45大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA2.赫尔希和蔡斯的实验过程（4）能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？不能，噬菌体只能寄生在活细胞中，不能在培养基上存活。P45分别用35S或32P标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性32P标记的噬菌体35S标记的噬菌体上清液放射性很 沉淀物放射性很 子代噬菌体中无35S上清液放射性很沉淀物放射性很子代噬菌体中含32P高低低高实验过程：P4535S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因蛋白质很高DNA很低蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中很高很低 实验结果：实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。P45、46用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性噬菌体侵染细菌的实验回看实验中采用搅拌和离心等手段，目的是：仅有图上的实验过程，（能或不能）说明蛋白质不是遗传物质，原因是 。让噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌（内含噬菌体的DNA分子）分离。不能 蛋白质外壳没有进入细菌体内 35S标记的噬菌体P45用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合经短时间保温后用搅拌器搅拌离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。35S标记的噬菌体噬菌体侵染细菌的实验回看P4532P标记的噬菌体32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。噬菌体侵染细菌的实验回看P45肺炎双球菌体内转化实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验实验者思路分离方式结论以及各实验的关系设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。直接分离:分别加入到R型菌中同位素标记法：标记DNA和蛋白质更有力地说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质格里菲思艾弗里赫尔希和蔡斯加热杀死的S型菌体内有“转化因子”,是体外转化实验的基础。能否说明DNA是自然界所有生物的遗传物质？三个经典实验对比 目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒新型冠状病毒思考：只有DNA是遗传物质吗?下面这些生物的遗传物质是什么？P46RNARNA是遗传物质的实验证据蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验烟草花叶病毒的遗传物质是RNA ：P46格里菲思的体内转化实验艾弗里的体外转化实验加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是烟草花叶病毒的遗传物质DNA是细胞生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据表明更多实验证据表明DNA是主要的遗传物质支持转化因子是DNA【归纳】不同生物体内遗传物质的区别生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝细菌、大肠杆菌无细胞结构的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌体、乙肝病毒RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒、新型冠状病毒、艾滋病病毒DNA是主要的遗传物质。P461.（1）动物和人体的遗传物质是什么？（2）烟草的遗传物质是什么？（3）细菌的遗传物质是什么？（4）一切生物的遗传物质是什么？（5）病毒的遗传物质是什么？DNA或RNADNADNADNA核酸（DNA或RNA）课堂练习：2.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是()A.DNA是绝大多数生物的遗传物质 B.有些生物的遗传物质是RNA C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质3.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，运用的科学方法主要是（）A.模型构建法 B.取样器取样法 C.DNA测序法 D.同位素标记法CD4.如图是赫尔希和蔡斯“噬菌体侵染细菌实验”的部分实验过程图解。下列叙述正确的是（）A.将噬菌体培养在含32P标记的培养基中可获得被32P标记的噬菌体B.实验中上清液中含有放射性的原因可能是搅拌不充分C.保温时间过短或过长都会影响上清液中放射性的高低，且影响相同D.若用细菌与含35S标记的噬菌体混合液进行实验，充分搅拌会使结果与图示一致C5.请根据噬菌体侵染细菌的实验过程，回答下列问题。（1）噬菌体作为该实验的材料，它具有 的特点。它是否属于生命系统的结构层次?。说明理由 。（2）噬菌体寄生大肠杆菌中，由大肠杆菌提供 （答出三点即可）合成子代噬菌体。（3）该实验在设计思路上的关键点是 。（4）该实验，证实了进入大肠杆菌的只是噬菌体DNA，而大肠杆菌破裂后，释放出很多子代噬菌体，体现了DNA的哪些功能？。结构简单，只含有蛋白质和DNA 不属于病毒一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动脱氧核苷酸、氨基酸、能量、酶设法将DNA和蛋白质分开，研究各自的效应DNA是噬菌体的遗传物质