高中生物《31DNA是主要的遗传物质》课件新人教版必修2.ppt

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1、第1节 DNA是主要的遗传物质第第3章章 基因的本质基因的本质孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 控制。染色体染色体摩尔根通过摩尔根通过果蝇实验证果蝇实验证明：基因位明：基因位于于 上。上。遗传因子遗传因子蛋白质蛋白质作为遗传物质具备的条件作为遗传物质具备的条件 那作为遗传物那作为遗传物质，必须具备什么质，必须具备什么条件呢？条件呢？1 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 2、能够自我复制，使前后代保持一定的连能够自我复制，使前后代保持一定的连续性续性3 3、能够指导蛋白质的合成能够指导蛋白质的合成 ，从而控制新，从而控制新陈代谢过程和性状陈代谢过程和性状4 4、能够产

2、生可遗传的变异能够产生可遗传的变异20世纪世纪20年代的观点：年代的观点：蛋白质蛋白质是生物体主要的遗传物质是生物体主要的遗传物质蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸氨基酸多种多样的排列可能蕴含氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息遗传信息20世纪世纪30年代：年代：人们认识到人们认识到DNA是由许多是由许多脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸聚合而成聚合而成的大分子，但对于的大分子，但对于DNA结构了解不清晰，结构了解不清晰，蛋白质蛋白质是生物体的遗传物质仍占主导地位。是生物体的遗传物质仍占主导地位。DNA基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T20世纪世纪30年代

3、：年代：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20世纪世纪30年代：年代：DNA有重要作用有重要作用艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希格里菲思格里菲思 向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁呢？学者是谁呢？实验材料：肺炎双球菌( (一一) )肺炎双球菌肺炎双球菌S型菌R型菌菌体有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜菌落表面光滑表面粗糙毒性能够使人患肺炎或使小鼠患败血病。有毒性无毒性二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验1.将R型活细菌注射到小鼠体内

4、，不死亡。2.2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。(二) 肺炎双球菌的体内转化实验3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合后注射到后注射到 小鼠体内，小鼠患败血症死亡。小鼠体内，小鼠患败血症死亡。探究一：探究一：1、前三组实验各得出什么结论？、前三组实验各得出什么结论？2、第四组实验说明了什么？、第四组实验说明了什么？ 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，必然含有型细菌中，必然含有

5、某种促成这一转化的活性物质某种促成这一转化的活性物质转化因子转化因子【合作探究、展示提升合作探究、展示提升】实验结论：实验结论：多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNADNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？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？ 三、三、 艾弗里体外转化实验艾弗里体外转化实验R型细型细S型菌的型菌的菌菌R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNA（DNA纯度越高，纯度越高，转化效率越高）转化效率越高）蛋白质或荚

6、膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶第第一一组组第第二二组组第第三三组组 R R R R R S R R R R R R S R R SR S三三.艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验 1944年年DNADNA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）探究二：探究二：1 1、对比各组实验发现只有加入了、对比各组实验发现只有加入了S S型菌型菌DNADNA的组，才能发的组，才能发生转化，这说

7、明了什么？生转化，这说明了什么？2 2、加入、加入DNADNA水解酶组实验，有何作用？水解酶组实验，有何作用？ 艾弗里的实验引起了人们的注意，但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是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度，纯度最高时也还有最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。人对实验结论表示怀疑。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？1952年，以为实验材料，利用的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.思维碰撞噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图四四.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体中

8、60%是蛋白质,40%是DNA.T T2 2 噬菌体的特点噬菌体的特点 头部和尾部的外壳是由头部和尾部的外壳是由蛋白质蛋白质构成，头部内含有构成，头部内含有DNADNA 是一种专门是一种专门寄生寄生在大肠杆菌体内的病毒在大肠杆菌体内的病毒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, ,原料来自原料来自大肠杆菌大肠杆菌体内的物体内的物质质噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌合成合成组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附 首先，噬菌体的尾端吸首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面附在细菌的表

9、面侵入侵入 然后，然后， 噬菌体通过尾轴把噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不白质外壳则留在细菌体外，不起作用。起作用。 噬菌体的噬菌体的 DNA 在细菌体内在细菌体内，使细胞本身的，使细胞本身的 DNA 解体，同解体，同时利用细菌的化学成分合成噬时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的菌体自身的 DNA和蛋白质，和蛋白质， 这些新合成的这些新合成的 DNA 和和蛋白质外壳组装出很多个与蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体亲代一模一样的子代噬菌体。 最后，这些噬最后，这些噬菌体由于细菌的解菌体由于细菌的解体而被释放出来，体而被释放

10、出来，再去侵染其他的细再去侵染其他的细菌。菌。实验方法：实验方法：同位素标记法（用具有放射性的同位素标记某种物同位素标记法（用具有放射性的同位素标记某种物质，从而跟踪这种物质的方法，也叫同位素质，从而跟踪这种物质的方法，也叫同位素示踪示踪法）法）实验设计思路：实验设计思路：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：D N A 的组成元素的组成元素：（标记（标记32p）（标记（标记35s ）四四.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验12；1H；16O； 14N；31P ；32S14C 3

11、H 18O 15N 32P 35S常见的同位常见的同位素标记现象：素标记现象：用这种方法怎样才能把用这种方法怎样才能把DNA和蛋白质区分开，能否用下和蛋白质区分开，能否用下列的同位素标记噬菌体？列的同位素标记噬菌体？ 14C 3H 18O 15N标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：标记细菌标记细菌标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布“短时间短时间”：保证子代噬菌体的：保证子代噬菌体的DNADNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，阶段，子代噬菌体还没有组装好

12、，或虽已经组装但并未使细菌发生裂或虽已经组装但并未使细菌发生裂解解 “保温保温”：为噬菌体培养提供适宜：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。的恒定的温度，以保证酶的活性。 搅拌的目的：使吸附在搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离细菌分离离心的目的：让上清液中离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。留下被感染的大肠杆菌。 内部内部DNA不存在不存在了的噬菌体外壳了的噬菌体外壳四、噬菌体侵染细菌的实验四、噬菌体侵染细菌的实验 19521952离心离心离心离心1、

13、 为什么选择为什么选择35S和和32P作标记而不选用其他的同位素作标记而不选用其他的同位素? 2 2、 第一（二）组实验中为什么上清液的放射性很高第一（二）组实验中为什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？（低），沉淀物的放射性很低（高）？因为硫仅存在于因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于主要存在于 DNA的组分中。用的组分中。用14C和和18O等元素等元素是不可行的，因为是不可行的，因为 T2噬菌体的蛋白质和噬菌体的蛋白质和DNA分分子的组分中都含有这两种元素。子的组分中都含有这两种元素。在第一组实验中，在第一组实验中，35S标

14、记的标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被35S标记的标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性 。在第二组实验中，在第二组实验中，32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有一部经离心后分布于上清液；混合培养的时

15、间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性上清液中，使上清液出现放射性 。噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻噬噬菌体侵染细菌实验的菌体侵染细菌实验的检测结果检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(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DNA有放射性无无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

16、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/未侵染的)很高很低很低很高第二组第二组实验实验（三）实验结果及结论：（三）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分分子是遗子是遗传物质传物质结论：结论：噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面

17、。因此，子质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。代的传递的。才是才是真正的遗传物质。真正的遗传物质。 许多科学家认为许多科学家认为这一实验对证明这一实验对证明DNADNA是遗传物质更有说服是遗传物质更有说服力。你同意这种观点力。你同意这种观点吗？为什么？吗？为什么？为什么说噬菌体实验更为什么说噬菌体实验更有说服力？有说服力？积极思维积极思维分析分析DNA是遗传物质是遗传物质1928年年 格里菲思格里菲思 体内转化实验体内转化实验1944年年 艾弗里艾弗里体外转化实验体外转化实验1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验噬菌

18、体侵染细菌实验4 4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳菌体蛋白质外壳DNADNA可以指导蛋白质的合成。可以指导蛋白质的合成。 1 1、肺炎双球菌转化实验中，对、肺炎双球菌转化实验中，对S S菌加热处理，菌加热处理，DNADNA仍具有生物仍具有生物活性活性DNADNA分子结构具有相对稳定性。分子结构具有相对稳定性。2 2、肺炎双球菌转化实验中，、肺炎双球菌转化实验中，R R型细菌可以转化生成型细菌可以转化生成S S型细菌型细菌DNADNA可以发生可遗传的变异。可以发生可遗传的变异。3 3、噬菌体侵染细菌的实验中，、噬菌体侵染细菌

19、的实验中，DNADNA在亲代与子代噬菌体中具在亲代与子代噬菌体中具有连续性有连续性DNADNA可以发生复制，由亲代传递给子代。可以发生复制，由亲代传递给子代。总结总结作为作为遗传物质遗传物质所必须具备的所必须具备的特点特点: :RNA也是遗传物质 1956年科学家发现，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。 流感病毒、脊髓灰质炎病毒等的遗传物质也是RNA。 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。RNA也是遗传物质的证据也是遗传物质的证据车前草病毒车前草病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMV）能感染烟草叶使之出现感染斑，其

20、化学）能感染烟草叶使之出现感染斑，其化学成分为成分为RNA和蛋白质，可因苯酚的处理而发生和蛋白质，可因苯酚的处理而发生RNA与蛋白质的与蛋白质的分离。下图是烟叶被分离。下图是烟叶被TMV成分感染图解，请据图回答问题：成分感染图解，请据图回答问题： TMV感染感染 TMV的的RNA感染感染TMV的蛋白质感染的蛋白质感染 (1) 与的结果不同，说明与的结果不同，说明 。(2) 与的结果相同，说明与的结果相同，说明 。蛋白质不是蛋白质不是TMV的遗传物质的遗传物质RNA是是TMV的遗传物质的遗传物质烟草花叶病毒实验烟草花叶病毒实验思考思考：为什么说为什么说DNA是主要的遗传物质？是主要的遗传物质？生

21、物的遗传物质是生物的遗传物质是 ，可分为，可分为和和 两大类。两大类。 核酸核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)核糖核酸核糖核酸(RNA)(RNA)绝大多数生物绝大多数生物具有细胞结构的生物具有细胞结构的生物大多数病毒大多数病毒(含含DNA) 性状是受性状是受 控制的控制的少数生物：含少数生物：含RNA的病毒的病毒DNADNARNARNA性状是受性状是受 控制的控制的例例: :病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是- - A.DNA B.RNA C.DNA A.DNA B.RNA C.DNA和和RNA D.DNARNA D.DNA或或RNARNADDNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质绝

22、大多数生物遗传物质是绝大多数生物遗传物质是DNA少数生物遗传物质是少数生物遗传物质是RNA结论：结论：1 1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（ ） A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀肺炎双球菌与加热杀肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合 D D加热杀死后的加热杀死后的S S型型2 2格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行的体格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行的体内转化实验，此实验的结果是（内转化实验，此实验的结果是（ ）死后的死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌证明了是遗传物质证

23、明了是遗传物质 证明了多糖是遗传物质证明了多糖是遗传物质 证明了蛋白质是遗传物质证明了蛋白质是遗传物质 没有证明哪中物质是遗传物质没有证明哪中物质是遗传物质【检测反馈检测反馈】C4 4为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素标记的方案（标记的方案（ ）A用用14C或或3H培养噬菌体，再去侵染细菌培养噬菌体，再去侵染细菌B用用18O或或15N培养噬菌体，再去侵染细菌培养噬菌体，再去侵染细菌C将一组噬菌体用将一组噬菌体用32P和和35s标记标记D一组用一组用32P标记标记DNA，另一组用，另一组用35S标记蛋白质外壳标记蛋白质外壳3 3艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（ ）A杂交实验法杂交实验法 B同位素标记法同位素标记法C病毒侵染法病毒侵染法 D单独直接观察不同成分的作用单独直接观察不同成分的作用5噬菌体侵染细菌的实验证明（噬菌体侵染细菌的实验证明（ ）ARNA是遗传物质是遗传物质 BDNA是遗传物质是遗传物质C蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质 D多糖是遗传物质多糖是遗传物质B