核酸是遗传物质课件--高一下学期生物浙科版必修2.pptx

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1、生物（浙科版）高中生物 必修二第三章 遗传的分子基础第一节 核酸是遗传物质 孟德尔根据豌豆杂交实验，提出了遗传因子的概念，孟德尔根据豌豆杂交实验，提出了遗传因子的概念，成功地解释了遗传现象，并首先揭示了两条遗传定律。那成功地解释了遗传现象，并首先揭示了两条遗传定律。那么控制生物性状世代传递的基因（遗传因子）到底是什么么控制生物性状世代传递的基因（遗传因子）到底是什么物质？物质？DNA和蛋白质在生物性状遗传的过程中各自发挥了和蛋白质在生物性状遗传的过程中各自发挥了什么作用？它们又是如何发挥作用的呢？我们在这一章将什么作用？它们又是如何发挥作用的呢？我们在这一章将进一步探索遗传的分子基础，了解基因

2、的本质及其发挥作进一步探索遗传的分子基础，了解基因的本质及其发挥作用的原理。用的原理。第一节 核酸是遗传物质教学目标教学目标目标目标010102020303掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；体验探究生物遗传物质的实验思路。体验探究生物遗传物质的实验思路。（科学探究）（科学探究）分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。（科学思维）（科学思维）理解核酸是遗传物质的结论。理解核酸是遗传物质的结论。（生命观念）（生命观念）1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。19世纪中期：孟德尔通过豌

3、豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制。1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分：DNA和蛋白质。基因的追寻记基因的追寻记情景材料一情景材料一2020世纪中叶，科学家发现：染色体主要由世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质蛋白质和和DNADNA组成。这组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论烈的讨论你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为遗传物质可能具有什么特点？储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息可以准确地复制，并传递给下一代可以准确地复制

4、，并传递给下一代结构比较稳定等结构比较稳定等一一 1.20 1.20世纪世纪2020年代年代 蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质氨氨基基酸酸的的多多种种多多样样的的排排列列顺顺序序可能蕴含着遗传信息可能蕴含着遗传信息 2.20 2.20世纪世纪3030年代后年代后DNADNA才是遗传物质才是遗传物质基本单位：基本单位：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测是蛋白质！是DNA“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蔡斯蔡斯首先向首先向“遗传物质是蛋白质遗传物质是蛋白质”提出挑战的科学家有哪些提出挑战的科学家有哪些？格里菲思的肺炎链球菌

5、的转化实验格里菲思的肺炎链球菌的转化实验R型菌S型菌RoughSmooth菌落光滑、可使小鼠致死菌落粗糙、小鼠不致死1.实验材料：两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 败血症 败血症（septicemia），是指细菌进入血液循环，并在其中生长繁殖、产生毒素而引起的全身性严重感染。临床表现为发热、严重毒血症状、皮疹瘀点、肝脾肿大和白细胞数增高等。分革兰阳性球菌败血症、革兰阴性杆菌败血症和脓毒败血症。以抗生素治疗为主，辅以其他治疗方法。预防措施为避免皮肤粘膜受损，防止细菌感染。知识拓展 不死亡不死亡死亡死亡不死亡不死亡死亡死亡注射注射R R型型活细菌活细菌注射注射S S型型活细菌活细菌注射加热注射加热致死

6、的致死的S S型细菌型细菌将将R R型活细菌与型活细菌与加热致死的加热致死的S S型型细菌混合后注射细菌混合后注射说明加热致死的S型细菌无毒说明S型细菌有毒说明R型细菌无毒说明R型细菌转化成了S型细菌对照原则、单一变量原则R+S活R死S小鼠死亡S活S S中的转化因子R R型细菌无致病性，型细菌无致病性，S S型细菌有致病性，能使小鼠死亡型细菌有致病性，能使小鼠死亡（1 1）对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？）对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？（2 2）对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？）对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？加热杀死的加热杀死的S S型细菌不能使小鼠死亡型细

7、菌不能使小鼠死亡合作探究一：合作探究一：（3 3）为什么四组小鼠会死亡并分离出）为什么四组小鼠会死亡并分离出S S型活细菌？型活细菌？R 型活细菌 +S 型死菌S 型活细菌转化某种物质S 型活细菌繁殖格里菲思的实验说明了:究竟是什么物质呢究竟是什么物质呢?转化因子弗雷德里克格里菲斯（FrederickGriffith）(4)(4)格里菲思体内转化实验格里菲思体内转化实验结论结论加热杀死的加热杀死的S S型细菌含有某种促成型细菌含有某种促成R R型活细菌转型活细菌转化成化成S S型活细菌的型活细菌的转化因子转化因子。这种性状的转化是这种性状的转化是可以遗传可以遗传的。的。DNADNA蛋白质蛋白质

8、 RNARNA脂质脂质多糖多糖1.1.寻觅寻觅“转化因子转化因子”究竟是什么究竟是什么？2.2.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：S S型细菌组分图型细菌组分图合作探究二：合作探究二：将将DNADNA与与蛋白质等其他物质蛋白质等其他物质分开分开,单独单独、直接地观察它们的作用。、直接地观察它们的作用。要解决的问题要解决的问题转化因子是什么物质？转化因子是什么物质？已有背景知识已有背景知识构成细胞的主要物质有蛋白质、构成细胞的主要物质有蛋白质、DNA、酯类、酯类、荚膜多糖等物质荚膜多糖等物质如何设计实验？如何设计实验？思路思路1：将加热致死：

9、将加热致死S型菌各种物质分离提纯后与型菌各种物质分离提纯后与R型混合，观察型混合，观察 是否发生转化。是否发生转化。思路思路2：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否：用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否将将R型菌转化。型菌转化。设计实验找寻转化因子转化因子是什么？转化因子是什么？如何判断？如何判断？检测的因变量指标是什么？检测的因变量指标是什么？实验目的：实验目的：实验材料：实验材料：自变量：自变量：因变量：因变量：肺炎链球菌肺炎链球菌加热杀死的加热杀死的S S型菌中各种物质成分型菌中各种物质成分R型菌是否被转化型菌是否被转化菌落特征菌落特征为为R型还是型还是S型型肺炎

10、链球菌体外转化实验肺炎链球菌体外转化实验设计实验找寻转化因子19441944年，艾弗里年，艾弗里肺炎链球菌体外转化实验实验结论：实验结论：DNADNA才是使才是使R R型细型细菌产生稳定遗传变化的物质。菌产生稳定遗传变化的物质。艾弗里的艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验肺炎链球菌的体外转化实验(视频视频)第一组有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+第二至四组有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取物+混合混合第五组有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取物+混合DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）S型细菌R型细菌S型细菌R型细菌只长R型细菌对照原则、单一变量原则对照原则、单一变量原则肺炎链球菌体外转化实

11、验过程肺炎链球菌体外转化实验过程实验结论实验结论（1 1）DNADNA才才是使是使R R型细型细菌产生稳定菌产生稳定遗传变化的遗传变化的物质。物质。（2 2）蛋白蛋白质等质等其他物其他物质质不是不是遗传遗传物质物质。2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数。注意：1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；3.S型细菌的DNA不能使小鼠致死。S 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型菌型菌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

12、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，的温度范围内，蛋白质失活，蛋白质失活，DNADNA双链解开；当温度恢复至室温后，双链解开；当温度恢复至室温后，DNADNA双链能够重新恢双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复复，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DNA结构DNA纯度DNA

13、作用质疑：DNA是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验噬菌体增殖示意图噬菌体增殖示意图培养基上的噬菌体照片培养基上的噬菌体照片噬菌体侵染细菌电镜图噬菌体侵染细菌实验问题：噬菌体的遗传物质是什么？问题：噬菌体的遗传物质是什么？作为噬菌作为噬菌体遗传物体遗传物质的条件质的条件 进入细菌细胞中，指导子代噬菌进入细菌细胞中，指导子代噬菌体的形成。体的形成。可将遗传信息传递到子代噬菌体，可将遗传信息传递到子代噬菌体，保持亲子代噬菌体性状的连续性、保持亲子代噬菌体性状的连续性、稳定性。稳定性。推测：哪种成分进入，则哪种成分是遗传物质。推测：哪种成分进入，则哪种成分是遗传物质。蔡斯(左)赫尔希(右)思考1：如何知道

14、哪种成分进入菌体内？T2噬菌体的结构模式图头部尾部尾丝DNAT2噬菌体电镜图和模式图噬菌体电镜图和模式图T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程吸附吸附注入注入DNA复制复制和蛋白和蛋白质合成合成组装装 释放放赫尔希和蔡斯的实验思路和步骤（1）分别在含有放射性同位素）分别在含有放射性同位素35S和放射发现位素和放射发现位素的的32P的培养基上培养大肠杆菌。的培养基上培养大肠杆菌。（2）用上述大肠杆菌培养）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质噬菌体，得到蛋白质含有含有35S标记的噬菌体或标记的噬菌体或DNA含有含有32P标记的噬菌体。标记的噬菌体。（3）分别用分别用35S 或或32P的的T2噬菌体侵染未

15、标记的大噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。肠杆菌。放射性同位素标记法任务二：标记噬菌体利用含放射性的培养基先标记细菌带标记的噬菌体分别得到 思考：实验用噬菌体可否带2种标记？思考：带标记的噬菌体感染什么样的细菌呢？噬菌体侵染细菌实验无放射性标记的细菌无放射性标记的细菌 搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的菌体与细菌分离，离搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌噬菌体侵染细菌实验3.赫尔希和蔡斯的实验过程（放射性同位素标记法

16、）噬菌体侵染细菌实验思考：怎样使菌体外侧的噬菌体与大肠杆菌分开?Waring 搅拌器保存在斯普林港实验室的档案室搅拌后 离心后 噬菌体侵染细菌实验 在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不，而不是蛋白质，也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的是蛋白质，也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此遗传给后代的，因此DNA才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明实验结论：实验结论：DNA是遗传物质是遗传物质二、有些病毒的遗传物质是RNA二、有些病毒的遗传物质是RNA

17、二、有些病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病病斑TMV电镜图和模式图二、有些病毒的遗传物质是RNA二、有些病毒的遗传物质是RNA实验结论：实验结论：RNA也是也是遗传物质遗传物质 在自然界，所有的动物、植物以及细菌、蓝细菌等在自然界，所有的动物、植物以及细菌、蓝细菌等具细胞结构的具细胞结构的生物均含有生物均含有DNA，其遗传物质都是，其遗传物质都是DNA。病毒没有细胞结构，通常由。病毒没有细胞结构，通常由核酸与蛋白质外壳构成。依据病毒体内核酸的种类，可将病毒分为核酸与蛋白质外壳构成。依据病毒体内核酸的种类，可将病毒分为DNA病毒和病毒和RNA病毒。大多数病毒是病毒。大多数病毒是DNA病毒，如病毒，如T2噬菌体；少数病噬菌体；少数病毒不含有毒不含有DNA，而含有，而含有RNA，如烟草花叶病毒、流感病毒和艾滋病病，如烟草花叶病毒、流感病毒和艾滋病病毒（毒（HIV)。结论：结论：DNA是主要的遗传物质，是主要的遗传物质，极少数病毒的遗传物是极少数病毒的遗传物是RNA。三、DNA是主要的遗传物质