【课件】DNA是主要的遗传物质第2课时课件高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、 第一节 DNA是主要的遗传物质 第三章第三章 基因的本质基因的本质艾弗里格里菲斯-肺炎链球菌转化实验（体内转化实验）艾弗里-肺炎链球菌转化实验（体外转化实验）已经加热致死的已经加热致死的S S型细菌，含有某种促使型细菌，含有某种促使R R型活细菌转化为型活细菌转化为S S型细菌的活性物质型细菌的活性物质转化因子转化因子DNA才是使才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质型菌产生稳定遗传变化的物质知识回顾实际上，艾弗里实验中无法真正去除蛋白质，纯度最高时仍存在0.02%蛋白质和DNA混在一起，因此有人对实验结论表示怀疑。有没有更好的材料、更好的方法能够将有没有更好的材料、更好的方法能够将DNADNA

2、和蛋白质和蛋白质分开，分开，单独去观察单独去观察它们的作用呢？它们的作用呢？噬菌体侵染细菌的实验 阿尔弗雷德赫尔希（Alfred Hershey）和助手玛莎蔡斯（女）（Martha Chase）的这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。（主要元素是（主要元素是（主要元素是（主要元素是C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、P P P P）（主要元素是（主要元素是（主要元素是（主要元素是C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、S S S S）3

3、2p）35s）专门寄生在大肠杆菌体内的毒思考：为什么要用思考：为什么要用思考：为什么要用思考：为什么要用35353535S S S S和和和和32323232P P P P标记，用标记，用标记，用标记，用14141414C C C C和和和和18181818O O O O等标记行吗？等标记行吗？等标记行吗？等标记行吗？噬菌体侵染细菌的实验过程噬菌体侵染细菌的实验过程侵入别的细菌合成组装释放吸附注入问题问题1 1：T2T2噬菌体噬菌体哪一种物质进入了大肠杆菌体内？DNA问题问题2 2：T2T2噬菌体噬菌体增殖增殖的场的场所是哪里？增殖所是哪里？增殖所需原料所需原料有哪些？由有哪些？由谁谁提供？提

4、供？T2T2噬菌体只提供遗传物质噬菌体只提供遗传物质(DNA)(DNA)作为模板，作为模板，脱氧核苷脱氧核苷酸、氨基酸酸、氨基酸ATPATP、酶、酶等均等均由由大肠杆菌提供。大肠杆菌提供。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验步骤如何单独获得只有35S或32P标记的T2噬菌体？35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？T2T2噬菌体噬菌体营寄生营寄生生活，无法独立生存。故应生活，无法独立生存。故应先培养细菌先培养细菌，再，再用细菌培养噬菌体用细菌培养噬菌体。先标记大肠杆菌，再标记噬菌体（蛋白质）（DNA）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验步骤标记的T2噬菌

5、体侵染未标记的大肠杆菌（短时间保温）噬菌体充分侵染大肠杆菌在新形成的噬菌体中没有检测到35S细菌裂解沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高离心后搅拌后离心35S标记的噬菌体与细菌混合35S标记的噬菌体35S标记的噬菌体侵染细菌：短时间保温侵染搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离离心目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒（蛋白质外壳）而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。实验表明：噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，实验表明：噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，没有进入到细菌中。没有进入到细菌中。32P标记的噬菌体侵染细菌：赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验步骤在新形成的噬菌体中

6、检测到32P细菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低离心后搅拌后离心32P标记的噬菌体与细菌混合32P标记的噬菌体实验表明：噬菌体侵染细菌时，实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA DNA 进入到细菌中。进入到细菌中。实验结论：35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物有无放射性原因蛋白质很高DNA很低蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中很高很低注意：实验只能表明遗传物质是DNA，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳并没有进入大肠杆菌。为什么会有放射性？为什么会有放射性？噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞，而蛋白质外壳留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代

7、的DNA遗传的。DNA是噬菌体是遗传物质。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验结论搅拌不充分理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌实际上实验误差分析：35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验误差分析保温时间过长理论上上清液沉淀物其中一个大肠杆菌实际上部分释放出来释放未来得及侵染保温时间过短实验误差分析：32P标记的一组，上清液中出现少量放射性赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验误差（1）35S标记的实验沉淀物中也有放射性，原因是：（2）32P标记的实验上清液中也有放射性，原因是：保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。5.实验误差分

8、析搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？个体小，结构简单，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，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。思考讨论2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。3.艾弗里和赫艾弗里和赫尔尔希等人都分希等人都分别别采用了哪些技采用了哪些技术术手段来手段来实现实现

9、他他们们的的实验实验设计设计？这对这对于你于你认识认识科学与技科学与技术术之之间间的相互关系有什么启示？的相互关系有什么启示？艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。思考讨论启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。三.噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验相同点对照原则实验思路不同点处理方式检测结果的方式实验结论酶解法同位素标记法相互对照设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地

10、研究各自的作用。证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质观察菌落的类型检测放射性的位置肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 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DNA是遗传物质吗？下面这些生物的遗传物质是什？流感病毒流感病毒COVID-19COVID-19（HIVHIV）SARSSARS病毒病毒p46RNA是遗传物质的实验证据蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA ：DNA是主要的遗

11、传物质细胞生物含有DNA和RNA病毒含有DNA或RNADNA病毒RNA病毒遗传物质是DNA遗传物质是RNA绝大多数生物的遗传物质是DNA生物遗传物质小结项目项目核酸核酸遗传物质遗传物质类型类型核苷酸核苷酸种类种类碱基碱基种类种类类型类型核苷酸核苷酸种类种类碱基碱基种类种类细胞细胞生物生物真核细胞真核细胞DNADNA和和RNARNA_DNADNA4 44 4原核生物原核生物DNADNA和和RNARNA8 85 5_非细胞生物非细胞生物(病毒病毒)DNADNA病毒病毒DNADNA4 44 4_RNARNA病毒病毒RNARNA_RNARNA4 44 485DNA44DNA4444 绝大多数生物的绝大

12、多数生物的遗传物质是遗传物质是 ，只有，只有少数生物的少数生物的遗传遗传物质是物质是 。所以说。所以说DNADNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。DNADNARNARNA真核生物、原核生物及病毒的核酸类型真核生物、原核生物及病毒的核酸类型DNADNA是肺炎链球菌、是肺炎链球菌、T2T2噬噬菌体的遗传物质菌体的遗传物质RNARNA是是TMVTMV的遗传的遗传物质物质DNADNA是细胞结构的生物和是细胞结构的生物和DNADNA病毒的遗传物质病毒的遗传物质RNARNA是是RNARNA病毒的病毒的遗传物质遗传物质更多实验证据更多实验证据更多实验证据更多实验证据DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗

13、传物质加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌中含有转化因子中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验T2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验噬菌体侵染大肠杆菌实验格里菲斯的体内转化实验格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子转化因子是什么是什么课堂小结教材47页一、概念检测1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（）A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D.DNA2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（）A.DNA是遗传物质B.遗传

14、物质包括蛋白质和DNAC.病毒中有DNA，但没有蛋白质D.细菌中有DNA，但没有蛋白质DA练习与应用二、拓展应用1.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。实验表明噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是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。2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵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特点：能够精确的自我复制；能够指导蛋白合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程，具有储存遗传信息的能力，结构比较稳定，等等。练习与应用