【课件】DNA是主要的遗传物质课件-高一下学期生物人教版（2019）必修2.pptx

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1、孟德尔通过孟德尔通过豌豆实验证豌豆实验证明了生物的明了生物的性状是由性状是由 控制。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。蛋白质和蛋白质和DNADNA科学家发现：科学家发现：染色体主要组染色体主要组成成分：成成分：。遗传因子遗传因子谁是遗传物质谁是遗传物质 遗传物质的条件？遗传物质的条件？2 2、能复制，使前后代保持连续性能复制，使前后代保持连续性 3 3、贮存大量的遗传信息，能、贮存大量的遗传信息，能控制控制生物生物的的性状性状 1 1、分子有相对稳定性分子有相对稳定性4、能产生可遗传的变异、能产生可遗传的变异一、对遗传物质的早期推测一、

2、对遗传物质的早期推测 蛋白质蛋白质(氨基酸氨基酸)多种多样：多种多样：遗传物质遗传物质 1、20世纪世纪20年代：年代：（1）观点：蛋白质是生物的遗传物质）观点：蛋白质是生物的遗传物质 染色体染色体 DNA（结构不清楚）：（结构不清楚）：？（2 2）理由）理由:蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。氨基酸多蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息没有发现可能蕴含遗传信息的其他生物大分子没有发现可能蕴含遗传信息的其他生物大分子2 2、2020世纪世纪3030年代年代（1 1）观点：蛋白质是遗传物质的观点占主导地

3、位）观点：蛋白质是遗传物质的观点占主导地位（2 2）对）对DNADNA分子的认识：分子的认识：DNADNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成核糖。组成DNADNA分子的脱氧核苷酸由有四种，每一分子的脱氧核苷酸由有四种，每一种脱氧核苷酸都有一个特定的碱基种脱氧核苷酸都有一个特定的碱基 对对DNADNA的分子结构没有清晰的了解。的分子结构没有清晰的了解。多糖类荚膜多糖类荚膜R型菌：型菌：无荚膜，无荚膜，球形，菌落球形，菌落表面粗表面粗糙、无毒性糙、无毒性(一一)两

4、种肺炎双球菌两种肺炎双球菌二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验S型菌：型菌：有荚膜，球有荚膜，球形，菌落形，菌落表面光滑、表面光滑、有毒性有毒性 ,可使人患肺可使人患肺炎或小鼠患败血病炎或小鼠患败血病1.1.将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，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。(二二)肺炎双球菌的肺炎双球菌的体内体内转化实验过程（格里菲思）转化实验过程（格里菲思）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

5、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小鼠体内，小鼠患败血症死亡。后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。说明说明R R型活菌无毒性型活菌无毒性说明说明S S型活菌有毒性型活菌有毒性说明加热杀死的说明加热杀死的S S型菌已失活型菌已失活小鼠死亡，证明有部分小鼠死亡，证明有部分R R型活菌型活菌转化为转化为S S型活菌，说明加热杀死型活菌，说明加热杀死的的S S型菌体内有使型菌体内有使R R型活菌转化型活菌转化为为S S型菌的物质型菌的物质结论结论:加热杀死的加热杀死的S S型死菌中含有一种型死菌中含有一种“转化因子转化因子”，能使无毒性的能使无毒性的R R型菌转

6、化型菌转化为有毒性的为有毒性的S S型菌使小鼠致死型菌使小鼠致死。这种这种“转化因子转化因子”是什么？是什么？三、艾弗里的三、艾弗里的体外体外转化实验（艾弗里）转化实验（艾弗里）1 1、思路：设法将、思路：设法将DNADNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接观察它们的作用观察它们的作用分离提纯分离提纯S S型细菌型细菌的的蛋蛋白白质质多多糖糖脂脂质质RNA DNA 分别与分别与R R型活细菌混合培养型活细菌混合培养R RR RS SR RS SR RR RR R2 2艾弗里等科学家的实验过程艾弗里等科学家的实验过程通过该实验，通过该实验，证明了什么？证

7、明了什么？DNA+DNA酶酶R R 少少 数数DNADNA纯度越高，转化越有效纯度越高，转化越有效结论：结论：DNADNA是使是使R R型型细菌产生稳定遗传变细菌产生稳定遗传变化的物质或化的物质或DNADNA是遗是遗传物质，蛋白质等传物质，蛋白质等物质不是。物质不是。多多 数数 DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传变化型细菌产生稳定遗传变化的物质，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：D N A D N A D N A D N A 是是是是 遗遗遗遗 传传传传 物物物物 质质质质 ,蛋白蛋白蛋白蛋白质等不是遗传物质。质等不是遗传物质。质等不是遗

8、传物质。质等不是遗传物质。3、实验结论：、实验结论：疑问：疑问：由于艾弗里的实验中提取的由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯，纯度最高时也还有度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。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DNA和蛋白质分开，然后单独、和蛋白质分开，然后单独、直接观察直接观察DNA和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路实验中最关键的设计思路三、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡司）三、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡司）实验材料实验材料实验结果实验结果实验步骤实验步骤实验方法实验方

9、法噬噬菌菌体体蛋白质蛋白质：DNA：（1）成分：）成分：（2）生活方式：）生活方式：专门寄生在专门寄生在大肠杆菌大肠杆菌体内的病毒体内的病毒脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸 C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、P P P P 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、S S S S35S标记蛋白质32P标记DNA（一）、实验材料：（一）、实验材料：T2T2噬菌体（细菌病毒）噬菌体（细菌病毒）（3 3）、噬菌体侵染细菌的过程：）、噬菌体侵染细菌的过程：侵染别的细菌侵染别的细菌合成合成组装组装释放释放吸附吸附注入注

10、入合成合成组装组装释放释放吸附吸附注入注入视频视频T2T2噬菌体只提供遗传物质噬菌体只提供遗传物质DNADNA大肠杆菌大肠杆菌提供四种脱氧核苷酸。提供四种脱氧核苷酸。大肠杆菌大肠杆菌提供提供氨基酸氨基酸1、谁提供模板、谁提供模板DNA？噬菌体噬菌体2、谁提供合成、谁提供合成DNA和蛋白质的原料？和蛋白质的原料？在噬菌体侵染细菌的过程中，思考：在噬菌体侵染细菌的过程中，思考：3、谁提供场所？、谁提供场所？大肠杆菌（宿主细胞）大肠杆菌（宿主细胞）（3 3）、噬菌体侵染细菌的过程：）、噬菌体侵染细菌的过程：侵染别的细菌侵染别的细菌合成合成组装组装释放释放吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放吸附吸

11、附注入注入视频视频T2T2噬菌体只提供遗传物质噬菌体只提供遗传物质DNADNA（二）、标记噬菌体方法：（二）、标记噬菌体方法：同位素示踪同位素示踪(标记标记)法法返回返回1、标记大肠杆菌、标记大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌+含含3535s s的培养基的培养基 含含3535s s的大肠杆菌的大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌+含含3232p p的培养基的培养基 含含3232p p的大肠杆菌的大肠杆菌2、标记、标记T2噬菌体噬菌体T T2 2噬菌体噬菌体+含含3535s s的大肠杆菌的大肠杆菌 含含3535s s T T2 2的噬菌体的噬菌体T T2 2噬菌体噬菌体+含含3232p p的大肠杆菌的大肠杆菌 含含3

12、232p p T T2 2的噬菌体的噬菌体（标记蛋白（标记蛋白 质）质）（标记（标记DNADNA）（标记（标记T2的蛋白质）的蛋白质）（标记（标记T2T2的的DNADNA）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“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

13、轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。染的大肠杆菌。内部无内部无DNADNA的噬菌体外壳的噬菌体外壳（三）、（三）、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1、实验过程、实验过程离心离心离心离心实验分析：实验分析：S S标记的噬菌体外壳并未进入大肠杆菌内部，而标记的噬菌体外壳并未进入大肠杆菌内部，而 P P标标记的噬菌体记的噬菌体DNADNA进入了大肠杆菌内部进入了大肠杆菌内部实验结论：实验结论：DNADNA是遗传物质是遗传物质3532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，而磷噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于则主要存在于 DNA的组分中。用

14、的组分中。用14C和和18O等元等元素是不可行的，因为素是不可行的，因为 T2噬菌体的蛋白质和噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。分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标记的标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合噬菌体与大肠杆菌混合培养后，培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被35S标标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。在第二组实验中：在第二组实验中：保温的时间过长，噬菌体在大肠杆保温

15、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；菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；保温的时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠保温的时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性现放射性。1、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、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析？上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析？分析结果：分析结果：亲代亲代噬菌体噬菌体原寄主原寄主细胞内细胞内子代子代噬菌体噬菌体3232P P标记标记

16、DNADNA有有3232P P标记标记DNADNADNADNA有有3232P P标记标记3535S S标记蛋白质标记蛋白质 无无3535S S标记蛋白质标记蛋白质外壳蛋白质外壳蛋白质无无3535S S结论结论DNADNA分子在亲子代之间具有分子在亲子代之间具有连续性连续性，是，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质，蛋白质不是遗传物质新问题新问题所有生物的遗传物质都是所有生物的遗传物质都是DNADNA吗？吗？噬菌体侵染细菌时，进入到噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通

17、过亲代的传递的。是通过亲代的传递的。才才是真正的遗传物质。是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌实验还间接说明：噬菌体侵染细菌实验还间接说明：（1）DNA能自我复制，使前后代保持一定的能自我复制，使前后代保持一定的连续性连续性（2）DNA能控制蛋白质的生物合成能控制蛋白质的生物合成RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟叶烟叶 烟叶烟叶 得花叶病得花叶病得花叶病得花叶病不得花叶病不得花叶病不得花叶病不得花叶病四、四、DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质（一）（一）RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据结论：结论：烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNARNA控制其性状，控

18、制其性状，RNA是是烟草花叶病毒的遗传物质。烟草花叶病毒的遗传物质。具有细具有细胞结构胞结构的生物的生物真核生物的遗传物质真核生物的遗传物质原核生物的遗传物质原核生物的遗传物质DNA 多数病毒的遗传物质是多数病毒的遗传物质是DNA少数病毒的遗传物质是少数病毒的遗传物质是RNA（HIV 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 SARS病毒）病毒）绝大多数生绝大多数生物的遗传物物的遗传物质是质是DNA（二）（二）DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有使R型肺炎球菌转化的因子1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA1952年赫尔希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNADNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质植物细胞中植物细胞中DNA的载体：染色体、叶绿体、的载体：染色体、叶绿体、线粒体线粒体动物细胞中动物细胞中DNA的载体：染色体、线粒体的载体：染色体、线粒体所以说，染色体是所以说，染色体是DNA的主要载体。的主要载体。五、五、DNA的分布的分布原核细胞和病毒没有染色体。原核细胞和病毒没有染色体。DNA基本单位脱氧核苷酸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：年代：