3.1DNA是主要的遗传物质 课件 高一生物人教版必修二.ppt

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1、第一节第一节DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第三章第三章基因的本质基因的本质 本节聚焦：本节聚焦：1 1、科学家是怎样证明、科学家是怎样证明DNADNA是遗传物质的？是遗传物质的？2 2、为什么说、为什么说DNADNA是主要的遗传物质？是主要的遗传物质？一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是豆实验证明了生物的性状是由由 基因基因 控制的控制的?2020世纪初期，世纪初期，摩尔根通过果摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于蝇实验证明了：基因位于 染色体染色体 上。上。2020世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：

2、染色体主要由科学家发现：染色体主要由 蛋白质和蛋白质和DNA DNA （成分）组成。（成分）组成。1 1、作为遗传物质，可能具有什么特点？、作为遗传物质，可能具有什么特点？2 2、2020世纪世纪2020年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？3 3、2020世纪世纪3030年代，人们的观点是什么？为什么？年代，人们的观点是什么？为什么？2、蛋白质。因为蛋白质是由多种氨基酸蛋白质。因为蛋白质是由多种氨基酸按照不同的方式排列连接而成的生物大分子。按照不同的方式排列连接而成的生物大分子。染色体上的染色体上的DNADNA和蛋白质，和蛋白质，究竟谁是遗传物质呢究竟谁是遗

3、传物质呢？1、结构相对稳定；能贮存大量遗传信息；、结构相对稳定；能贮存大量遗传信息；能控制生物性状和新陈代谢的过程；可准确复能控制生物性状和新陈代谢的过程；可准确复制，从而将遗传信息传递给下一代，等等。制，从而将遗传信息传递给下一代，等等。DNADNA的基本组成单位的基本组成单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧脱氧核糖核糖 含氮碱基含氮碱基 磷酸磷酸 3 3、认识到、认识到DNADNA时由许多脱氧核糖核苷酸聚合时由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，但是对而成的生物大分子，但是对DNADNA分子的结构没有清分子的结构没有清晰了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导晰了解，认为蛋白质是遗传物

4、质的观点仍占主导地位。地位。DNA是主要的遗传物质的证据是主要的遗传物质的证据格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1.1.实验目的：实验目的：研究研究DNADNA和蛋白质谁是遗传物质？和蛋白质谁是遗传物质？2.2.实验材料实验材料：两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 多多糖糖类类荚荚膜膜R型菌型菌无荚膜，无荚膜，菌落表面粗糙，菌落表面粗糙，无毒无毒S型菌型菌有荚膜，有荚膜，菌落表面光滑，菌落表面光滑，有毒，可致死有毒，可致死 二、肺炎双球菌体内转化实验二、肺炎双球菌体内转化实验过程探究

5、过程探究1 1格里菲思的实验格里菲思的实验：对比对比A A、B B、C C组的实验现象，说明了什么？组的实验现象，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型细菌发生了转化。型细菌发生了转化。D D组小鼠为什么会死亡呢？组小鼠为什么会死亡呢？DD组小鼠体内活的组小鼠体内活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？R R型活细菌和加热杀死的型活细菌和加热杀死的S S

6、型细菌无毒，型细菌无毒，而而S S型活细菌有毒使小鼠死亡。型活细菌有毒使小鼠死亡。结果分析结果分析在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？但究竟哪一个才是但究竟哪一个才是转化因子转化因子呢？呢？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 在证明以上物质中的哪一种是转化因子，在证明以上物质中的哪一种是转化因子，最关键的实验设计思路是什么？最关键的实验设计思路是什么？必须将蛋白质、必须将蛋白质、DNADNA等物质分开，单独、等物质分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁

7、是遗传物质。遗传物质。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，必然含有某种型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质促成这一转化的活性物质“转化因子转化因子”。S S型细菌中型细菌中哪种物质是哪种物质是转化因子转化因子？过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验 三、肺炎双球菌体外转化实验三、肺炎双球菌体外转化实验过程探究过程探究2 2艾弗里的实验艾弗里的实验：R型细菌型细菌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型菌型菌S型菌的型菌的DNAS型菌的蛋白质型菌的蛋白质S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶+和和 DNADNA是使是使 R R

8、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，DNADNA是转化因子。是转化因子。以上转化实验表明：以上转化实验表明：DNA DNA DNA DNA 是遗传物质是遗传物质是遗传物质是遗传物质 实验结论：实验结论：R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌S型菌的荚膜多糖型菌的荚膜多糖+结果分析结果分析 由于艾弗里的实验中提取的由于艾弗里的实验中提取的DNADNA，纯度最高时，纯度最高时也还有也还有0.02%0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？设法把设法把DNADNA和蛋白质分开，然后单

9、独、直接观和蛋白质分开，然后单独、直接观察察DNADNA和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。19521952年赫尔希和蔡斯：年赫尔希和蔡斯：T T2 2噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验1、噬菌体的结构模式图、噬菌体的结构模式图T T2 2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?DNA?三、三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 2 2、实验方法、实验方法:同位素标记法同位素标记法 同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质

10、不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。位素标记法。用哪些同位素标记用哪些同位素标记 DNA和蛋白质和蛋白质?用用35S标记部分噬菌体的标记部分噬菌体的 蛋白质蛋白质，用用32P标记部分噬菌体的标记部分噬菌体的 DNA。3 3、实验过程：、实验过程：用放射性同位素用放射性同位素 35S 标记了蛋白质标记了蛋白质外壳外壳的噬菌体侵染大肠杆菌的噬菌体侵染大肠杆菌过程探究过程探究过程探究过程探究3 3 3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和

11、蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验用放射性同位素用放射性同位素 32P 标记了标记了DNA的的噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌 在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是物质是DNA，也就是说，子代噬菌体的各种性状也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此，遗传给后代的，因此，DNA才才是真正的遗传物质。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:亲代噬亲代噬菌体菌体寄主细胞寄主细胞子代噬菌子代噬菌体体结论结论第一组第一组实验实验35S标记标记蛋白质蛋白质无无35S蛋白质蛋白质和氨基酸和氨基酸外壳

12、蛋白外壳蛋白质无质无35SDNA分分子具有连子具有连续性，是续性，是遗传物质遗传物质第二组第二组实验实验32P标记标记DNA无无32P标记标记DNADNA有有32P 怎样用同位素分别标记噬菌体的怎样用同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？和蛋白质？1、用分别放有、用分别放有 35S 和和 32P的培养基培养细菌的培养基培养细菌2、用噬菌体分别侵染上述细菌、用噬菌体分别侵染上述细菌3、制备分离只含、制备分离只含 35S或只含或只含 32P的噬菌体的噬菌体2.2.最关键的设计思路是：设法把最关键的设计思路是：设法把DNADNA与蛋白质分开与蛋白质分开,单独地、直接地去观察单独地、直接地去观察DNA

13、DNA的作用。的作用。思考与讨论思考与讨论:1.1.（1 1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生质改变导致的结构和功能的变化。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。物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2 2）繁殖快。细菌）繁殖快。细菌202030 min30 min就可繁殖一代，就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。病毒短时间内可大量繁殖。3.3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术物质的提纯和

14、鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。物质的提取和分离技术等。目前，已有充分的科学研究资料证明，目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作为遗传物质的。作为遗传物质的。DNA主要的遗传物质主要的遗传物质 DNADNA是唯一的遗传物质吗是唯一的遗传物质吗？蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质相关链接相关链接SARSSARS病毒的结构病毒的结构：RNA RNA?SARSSARS病毒中，谁是遗传物质？病毒中，谁是遗传物质？RNARNA 设计实验：设计实验：证明证明烟草花叶

15、病毒烟草花叶病毒的遗传物质是什么的遗传物质是什么？课堂延伸课堂延伸RNA（核糖核酸）（核糖核酸）有些病毒（如烟草花有些病毒（如烟草花 叶病毒），它叶病毒），它们不含有们不含有DNA,只含有只含有RNA。在这种情在这种情况下，况下，RNA就起着遗传物质的作用。就起着遗传物质的作用。被病毒感染的烟草叶片被病毒感染的烟草叶片RNA蛋白质蛋白质烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMV）设计实验：设计实验：TMV TMV（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）蛋白质蛋白质RNARNA设计思路：设计思路：技术方法：技术方法：将蛋白质与将蛋白质与RNARNA分离，单独观察分离，单独观察自身分离、化学提取分离、酶解法分离自

16、身分离、化学提取分离、酶解法分离分离分离DNADNA与蛋白质的技术手段有三类：与蛋白质的技术手段有三类：（1 1）自身分离。（同位素标记观察）自身分离。（同位素标记观察）（2 2）化学提取法分离）化学提取法分离RNARNA与蛋白质，与蛋白质，（3 3）用）用RNARNA酶和蛋白酶分别处理噬菌体酶和蛋白酶分别处理噬菌体分离分离分离分离重组重组重组重组感染新的病毒新的病毒产生产生哪种哪种病毒？病毒？大多数生物以大多数生物以 DNA 为遗传物质（细胞生物，为遗传物质（细胞生物，DNA 病毒），少数生物以病毒），少数生物以 RNA 为遗传物质（为遗传物质（RNA 病毒），所以病毒），所以 核酸核酸 是

17、一切生物的遗传物质，是一切生物的遗传物质，DNA 是主要的遗传物质。蛋白质是主要的遗传物质。蛋白质 不是不是 （是，不（是，不是）遗传物质。是）遗传物质。总结总结遗传物质的特点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、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、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状；代谢过程和性状；4、具有贮存遗传信息的能力。、具有贮存遗传信息的能力。遗传物质的特点：遗传物质的特点：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、DN

18、A B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNADA1 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加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合D 练习练习:2 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 R型和型和被加热杀死的有毒被加热杀死的有毒S S型细菌混合后型细菌混合后,在小鼠体内找在小鼠体内找到了下列类型的细菌到了下

19、列类型的细菌 ()A A、无毒、无毒R R型、有毒型、有毒S S型型 B B、有毒、有毒R R型、无毒型、无毒S S型型 C C、有毒、有毒R R型、有毒型、有毒S S型型 D D、无毒、无毒R R型、无毒型、无毒S S型型A3 3、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.A.它的含量很少它的含量很少 B.B.它不能自我复制它不能自我复制C.C.它与新陈代谢无关它与新陈代谢无关 D.D.它的种类很多它的种类很多 B 4 4、在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明、在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明 DNA DNA 是遗传物质的最关键的实验设计是是遗传物质的最关键的实验

20、设计是()()A A将无毒将无毒 R R型活细菌与有毒型活细菌与有毒 S S型活细菌混合型活细菌混合后培养，发现后培养，发现 R R型细菌转化为型细菌转化为 S S型细菌型细菌 B B将无毒将无毒 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型细型细菌混合后培养，发现菌混合后培养，发现 R R型细菌转化为型细菌转化为 S S型细菌型细菌 C C从加热杀死的从加热杀死的 S S型细菌中提取型细菌中提取 DNADNA、蛋白、蛋白质和多糖，混合加入培养质和多糖，混合加入培养 R R型活细菌的培养基中，型活细菌的培养基中，发现发现 R R型活细菌转化为型活细菌转化为S S型细菌型细菌 D

21、 D从从 S S型活细菌中提取型活细菌中提取 DNADNA、蛋白质和多糖，、蛋白质和多糖，分别加入培养分别加入培养 R R型活细菌的培养基中，发现只有加型活细菌的培养基中，发现只有加入入 DNA,RDNA,R型细菌才转化为型细菌才转化为 S S型细菌型细菌D小资料小资料:T T2 2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，毒，T T2 2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，从而进行大量的繁殖。分，从而进行大量的繁殖。在在T T2 2噬菌体的化学分析中，噬菌体的化学分析中，60%60%是蛋白质，是蛋白质，40%40%是是DNADNA。对蛋白质和对蛋白质和 DNA DNA 的进一步分析表明：的进一步分析表明：硫仅存在于蛋白质分子中，硫仅存在于蛋白质分子中，99%99%的磷都存在于的磷都存在于 DNA DNA 分子中。分子中。