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

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1、第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质氨基酸多种多样的排列氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传顺序，可能蕴含着遗传信息。信息。没发现其他大分子有类似没发现其他大分子有类似的结构特点的结构特点。2020世纪世纪2020年代年代蛋白质是生物体的蛋白质是生物体的遗传物质。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 2020世纪世纪3 30 0年代年代人们认识到人们认识到DNADNA是由许多是由许多脱氧核苷酸聚合而成的脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子生物大分子意识到意识到DNADNA的重要性，但的重要性，但对对DNADNA结构

2、没有清晰认识结构没有清晰认识。蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。的观点占主导地位。S S型细菌型细菌R R型细菌型细菌菌体菌体菌落菌落毒性毒性光滑光滑 SmoothSmooth粗糙粗糙 roughrough有有多糖类的多糖类的荚膜荚膜无无多糖类的荚膜多糖类的荚膜有有毒性，可致死毒性，可致死无无毒性毒性 实验材料：实验材料：肺炎链球菌肺炎链球菌 小白鼠小白鼠多糖多糖荚膜荚膜二、肺炎链球菌转化实验二、肺炎链球菌转化实验体内转化（格里菲思）体内转化（格里菲思）注射注射R R型型活细菌活细菌小鼠不死亡小鼠不死亡第第一一组组注射注射S S型型活细菌活细菌小鼠死亡小鼠死亡,从小从小鼠体内分

3、离出鼠体内分离出S S型活细菌型活细菌第第二二组组注射加热注射加热致死的致死的S S型细菌型细菌小鼠不死亡小鼠不死亡第第三三组组小鼠死亡小鼠死亡,从小从小鼠体内鼠体内分离出分离出S S型活细菌型活细菌第第四四组组将将R R型活细菌型活细菌与加热致死与加热致死的的S S型细菌混型细菌混合后注射合后注射也也有有R R型型活活菌菌二、肺炎链球菌转化实验二、肺炎链球菌转化实验体内转化体内转化（格里菲思）（格里菲思）如何检验如何检验这种转化因子究竟是什么物质呢？这种转化因子究竟是什么物质呢？将将去去除除绝绝大大部部分分的的糖糖类类、蛋蛋白白质质和和脂脂质质的的细细胞胞提提取取物物分分别别加加入入有有R

4、R型型细细菌菌的的培培养养基基中中，观观察察除除去去相相关关物质后，细胞提取物的功能。物质后，细胞提取物的功能。设计思路：设计思路：讨论讨论 加热杀死的S型细菌中，含有某种促R型活细菌转化为S型细菌的活性物质“转化因子”。有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取物第一组+S型细菌R型细菌有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液第二至四组+S型细菌R型细菌混合混合有R型细菌的培养液S型细菌的细胞提取液第五组+混合只长R型细菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）二、肺炎链球菌转化实验二、肺炎链球菌转化实验体外转化（艾弗里）体外转化（艾弗里）第一组实验：第一组实验：第二至四组实验：第二至四组实验：第五组实验

5、：第五组实验：实验结果可推测除去的实验结果可推测除去的大部分糖类、蛋白质和脂大部分糖类、蛋白质和脂质不是转化因子质不是转化因子；蛋白酶、蛋白酶、RNARNA酶和酯酶可水解细胞提取物中剩酶和酯酶可水解细胞提取物中剩余的少量蛋白质、余的少量蛋白质、RNARNA和脂质；和脂质；三组实验结果可推测三组实验结果可推测蛋白质、蛋白质、RNARNA和脂质不是和脂质不是转化因子转化因子；DNADNA酶可水解除去细胞提取物中的酶可水解除去细胞提取物中的DNADNA，该组实验，该组实验结果可推测：结果可推测：DNA DNA的水解产物不是转化因子；的水解产物不是转化因子；DNA DNA就是转化因子就是转化因子；该实

6、验的设计遵循哪些原理？实验结论“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。遵循单一变量原则和对照原则。基因重组基因重组R R型细菌转化为型细菌转化为S S型型细菌的细菌的本质本质蛋白质等其他物质不是遗传物质。减法原理：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的称在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为为“减法原理减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNADNA是遗传物质。是遗传物质。在证明在证明DNADN

7、A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？科学方法：科学方法：自变量控制中的自变量控制中的“加法原理加法原理”和和“减法原理减法原理”P P4646与与常常态态比比较较，人人为为增增加加某某种种影影响响因因素素的的称称为为“加加法法原原理理”。例例如如在在“比比较较过过氧氧化化氢氢在在不不同同条条件件下下的的分分解解”实实验验中中，与与对对照照组组相相比比，实实验验组组分分别别作作加加温温、滴滴加加FeClFeCl3 3溶溶液液、滴滴加加肝肝脏脏研研磨液的处理，利用了磨液的处理，利用了“加法原理加法原理”；与

8、与常常态态相相比比，人人为为去去除除某某种种影影响响因因素素的的称称为为“减减法法原原理理”。例例如如在在艾艾弗弗里里的的肺肺炎炎链链球球菌菌转转化化实实验验中中，每每个个实实验验组组特特异异性性地地去去除除了了一一种种物物质质，从从而而鉴鉴定定出出DNADNA是是遗遗传传物物质质，这这利利用用了了“减法原理减法原理”。小结小结结论结论2 2 转化因子是转化因子是DNADNA，DNA DNA是遗传物质。是遗传物质。实验实验1 1结论结论1 1 存在存在“转化因子转化因子”格里菲斯的体内转化实验格里菲斯的体内转化实验 实验实验2 2艾弗里艾弗里的体外转化实验的体外转化实验1952年，赫尔希和蔡斯

9、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。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？艾弗里实验细胞提取物不够纯艾弗里实验细胞提取物不够纯当时科学界深信蛋白质是遗传物质当时科学界深信蛋白质是遗传物质三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验（2 2）成分只有成分只有蛋白质蛋白质和和DNADNA（1 1）专一性寄生大肠杆菌）专一性寄生大肠杆菌（3 3）侵染大肠杆菌后）侵染大肠杆菌后,会在会在自身自身遗传物遗传物质质的作用下的作用下,利用利用大肠杆菌大肠杆菌体内的物质来体内的物质来合成自身的组成成分合成自身的组成成

10、分,进行大量的繁殖进行大量的繁殖1.T2噬菌体特点：侵入别的细菌注入复制、合成吸附组装释放吸附注入复制、合成组装释放噬菌体侵染细菌的过程三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验（2 2）成分只有成分只有蛋白质蛋白质和和DNADNA（1 1）专一性寄生大肠杆菌）专一性寄生大肠杆菌（3 3）侵染大肠杆菌后）侵染大肠杆菌后,会在会在自身自身遗传物遗传物质质的作用下的作用下,利用利用大肠杆菌大肠杆菌体内的物质来体内的物质来合成自身的组成成分合成自身的组成成分,进行大量的繁殖进行大量的繁殖1.T2噬菌体特点：（4 4）侵染时）侵染时，仅将遗传物质导入大肠仅将遗传物质导入大肠杆菌杆菌，其他物质保留

11、在体外。，其他物质保留在体外。4.DNA4.DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？和蛋白质，应分别标记哪一种元素？3.3.用什么方法确定导入细菌的物质？用什么方法确定导入细菌的物质？2.2.要证明噬菌体里面蛋白质和要证明噬菌体里面蛋白质和DNADNA谁是遗传物质，只需证明：谁是遗传物质，只需证明：导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质！导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质！蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA DNA 的组成元素：的组成元素：C C、H H、O O、N N、S SC C、H H、O O、N N、P P（标记（标记 3535S S）（标记（标记 3232P P）同位素标记法同位素标记

12、法三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体5.5.怎样将怎样将3535S S和和3232P P标记到噬菌体的标记到噬菌体的蛋白质蛋白质和和DNADNA上？上？三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验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搅拌后后离心离心检测上清液和沉淀中的放射性思考：1.上清液和沉淀物中分别是什么？2.搅拌和离心的目的分别是什么？3.在标记噬菌体时，用两种同位素分别标记两组噬菌体还是同 时标记一组噬菌体呢？6.6.赫尔希和蔡斯的实验过程赫尔希和蔡斯的实验过程用3

13、5S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌被35S标记的噬菌体35S标记的噬菌体与细菌混合搅拌器搅拌后离心上清液的放射性很高沉淀物中的放射性很低在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明：T2噬菌体中的大肠杆菌。用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌在新形成的部分噬菌体中检测到32P搅拌后离心被32P标记的噬菌体32P标记的噬菌体与细菌混合搅拌器上清液的放射性很低沉淀物中的放射性很高说明：T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。赫尔希和蔡斯的实验表明：实验结论DNA才是噬菌体的遗传物质。噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗

14、传的。注意：这个实验不能证明蛋白质不是遗传物质。搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？(1)保温时间过短，部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。(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？思考思考.讨论讨论 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。思考：思考：只有只有DNADNA是遗传

15、物质吗？是遗传物质吗？下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒新型冠状病毒1.RNA是是遗传物质的实验遗传物质的实验证据据(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有 和 )、烟草。(2)实验过程(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。蛋白质蛋白质RNARNA不感染病毒不感染病毒RNARNA感染病毒感染病毒RNARNA蛋白质蛋白质四、四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质细胞生物含有细胞生物含有DNADNA和和RNARNA病毒含有病毒含有DNADNA或或RNARNADNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒遗传物质遗传物质是是DNAD

16、NA遗传物质遗传物质是是RNARNA绝大多数生物的绝大多数生物的遗传物质是遗传物质是DNADNA！具体！具体某种生物的遗传物质是某种生物的遗传物质是DNADNA或或RNARNA，不能加不能加“主要主要”二字。二字。有细胞结构的生物有细胞结构的生物遗传物质是遗传物质是DNA,DNA,病毒遗传物质为病毒遗传物质为DNADNA或或RNARNA。四、四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质2.DNA是主要是主要的遗传物质的遗传物质 DNA DNA或或RNARNADNADNADNADNA （2）烟草的遗传物质是什么？DNADNA 1.（1）动物和人体的遗传物质是什么？（3）细菌的遗传物质是什么？

17、（4）一切生物的遗传物质是什么？（5）病毒的遗传物质是什么？核酸（核酸（DNADNA或或RNARNA）课堂练习：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C C1.1.肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的有毒肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的有毒S S型细菌和无毒型细菌和无毒R R型细菌混合后注入小鼠体内，结果在小鼠体内找到了下列类型的型细菌混合后注入小鼠体内，结果在小鼠体内

18、找到了下列类型的哪种细菌（哪种细菌（）A.A.有毒有毒R R型型 B.B.有毒有毒S S型型C.C.无毒无毒S S型型 D.D.有毒有毒S S型和无毒型和无毒R R型型D D活学活用活学活用C C2.2.赫尔希和蔡斯通过赫尔希和蔡斯通过T2T2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体侵染细菌的实验证明DNADNA是遗传物是遗传物 质，实验包括质，实验包括4 4个步骤个步骤:培养噬菌体，培养噬菌体，3535S S和和3232P P分别标记噬菌分别标记噬菌体，体，放射性检测，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为（离心分离。实验步骤的先后顺序为（）A A B B C C D D1 1、个体很小，、个体很

19、小，结构简单结构简单，易于观察由遗传物质改变导致的结构，易于观察由遗传物质改变导致的结构和功能的变化；和功能的变化；繁殖快繁殖快，细菌，细菌20-30min20-30min就可以繁殖一代，病毒可就可以繁殖一代，病毒可在短时间内大量繁殖。在短时间内大量繁殖。P P4646思考讨论：思考讨论：2 2、巧妙运用、巧妙运用减法原理减法原理，最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的，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）。某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）。3 3、艾弗里：艾弗里：细胞培养技术、物质的提纯和鉴定技术细胞培养技术、物质的提纯和鉴定技术等；等；赫尔希：赫尔希：噬菌体的

20、培养技术、同位素标记法、物质的提取和分离等技术噬菌体的培养技术、同位素标记法、物质的提取和分离等技术。启启示示：科科学学成成果果的的取取得得必必须须有有技技术术手手段段作作保保证证，技技术术的的发发展展需需要要以以科科学学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。1.1.肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的有毒肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的有毒S S型细菌和无毒型细菌和无毒R R型细菌混合后注入小鼠体内，结果在小鼠体内找到了下列类型的型细菌混合后注入小鼠体内，结果在小鼠体内找到了下列类型的哪种细菌（哪种细菌（）A.A.有毒有毒

21、R R型型 B.B.有毒有毒S S型型C.C.无毒无毒S S型型 D.D.有毒有毒S S型和无毒型和无毒R R型型D D活学活用活学活用C C2.2.赫尔希和蔡斯通过赫尔希和蔡斯通过T2T2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体侵染细菌的实验证明DNADNA是遗传物是遗传物 质，实验包括质，实验包括4 4个步骤个步骤:培养噬菌体，培养噬菌体，3535S S和和3232P P分别标记噬菌分别标记噬菌体，体，放射性检测，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为（离心分离。实验步骤的先后顺序为（）A A B B C C D D课后练习课后练习一、概念检测一、概念检测 1 1、D D 2 2、A A二、拓展

22、应用二、拓展应用1.1.实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是菌内的主要是DNADNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。为原料来合成蛋白质外壳的。2.2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。构比较稳定等。