【生物】DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2.pptx

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1、3.1DNA是主要的遗传物质问题探讨问题探讨蛋白质蛋白质DNA问题探讨问题探讨2020世纪中叶，科学家发现染色体主要由蛋白质和世纪中叶，科学家发现染色体主要由蛋白质和DNADNA组成的。在这两种物质中，组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。1.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？储存遗传信息；准确复制并传给下一代，储存遗传信息；准确复制并传给下一代，结构比较稳定等。结构比较稳定等。2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？

2、行方法有哪些？分离特定的物质能否遗传给子代；隔离的分离特定的物质能否遗传给子代；隔离的思想思想对遗传物质的早期预测对遗传物质的早期预测2020世纪世纪20年代年代人们认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子人们认识到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氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息蛋白质是生物体的遗传物质蛋白质是生物体的遗传物质？对遗传物质的早期预测对遗传物质的早期预测2020世纪世纪30年代年代人们认识到人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子脱氧核苷酸有脱氧核苷酸有4种，

3、每种有一个特定的碱基种，每种有一个特定的碱基蛋白质是遗传物质的观点仍占蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位主导地位目目 录录0101肺炎链球菌的肺炎链球菌的转化实验转化实验0202噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌的实验的实验0303生物的遗传物质生物的遗传物质一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌肺炎链球菌光滑光滑粗糙粗糙有有无无有有无无smoothrough一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌肺炎链球菌荚膜是某些细菌的细胞壁外荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。本面包围的一层胶状物质。本身不致病。身不致病。无荚膜的

4、肺炎链无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖菌在宿主体内生活并繁殖一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的肺炎链球菌的体内体内转化实验过程转化实验过程一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的肺炎链球菌的体内体内转化实验过程转化实验过程S型活细菌型活细菌不死亡不死亡1、22、32、3、4一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的肺炎

5、链球菌的体内体内转化实验过程转化实验过程转化因子转化因子一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验蛋白质和核酸对高温的耐受是不同的，蛋白质和核酸对高温的耐受是不同的，80100，蛋白质失活，蛋白质失活，DNA双链解开；双链解开；恢复室温后，恢复室温后，DNA双链能恢复，蛋白质无法恢复。双链能恢复，蛋白质无法恢复。从第从第4组小鼠尸体中分离出来的组小鼠尸体中分离出来的S型活菌，型活菌，其后代也是致病性的其后代也是致病性的S型细菌型细菌一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验3.转化因子是什么？转化因子是什么？分析在杀死的分析在杀死的S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？一、

6、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验对照实验中，控制自变量可以采用【对照实验中，控制自变量可以采用【加法原理加法原理】和【】和【减法原理减法原理】与常态比较，人为增加某种影响因素称为加法原理，如过氧化氢在不同条件下与常态比较，人为增加某种影响因素称为加法原理，如过氧化氢在不同条件下的分解。的分解。与常态比较，人为减少某种影响因素称为减法原理，如艾弗里转化实验中每个与常态比较，人为减少某种影响因素称为减法原理，如艾弗里转化实验中每个实验组分别用蛋白酶、酯酶、实验组分别用蛋白酶、酯酶、RNA酶、酶、DNA酶处理，特异性的去除了一种物质酶处理，特异性的去除了一种物质一、肺炎链球菌的转化实验一

7、、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验（第一组）（第一组）艾弗里及同事艾弗里及同事把加热致死的把加热致死的S菌破碎后菌破碎后去除大部分糖类、脂质、去除大部分糖类、脂质、蛋白质，制成细胞提取物蛋白质，制成细胞提取物（第二（第二-四组）四组）对细胞提取对细胞提取物分别用蛋白酶、物分别用蛋白酶、RNA酶酶和酯酶处理后，细胞提取和酯酶处理后，细胞提取物仍有转化物仍有转化R型菌的活性型菌的活性（第五组）（第五组）对细胞提取物对细胞提取物分别用分别用DNA酶处理后，细酶处理后，细胞提取物就失去了胞提取物就失去了转化转化R R型型菌的活性菌的活性一、肺炎链球菌的转化实验一、肺

8、炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验实验过程：实验过程：结论：结论：DNA才是使才是使R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艾弗里实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而这个转化因子很有可能就艾弗里实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而这个转化因子很有可能就是是DNA艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化性质，发现它们分子量很大，氮艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化性质，发现它们分子量很大，氮磷比约为磷比约为1.67，在，在260nm的紫外光照射下有最大吸收峰值，这些都和的紫外光照射下有最大吸收峰值，这些都和DNA的特的特性极为相似性极为相似

9、一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验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型菌的菌落占多数一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？遵循遵循单一变量原则单一变量原则和和对照原则对照原则巧妙之处在于运用巧妙之处在于运用“减法原理减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观，即在每个实

10、验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化察实验结果的变化二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果设计实验及结果1952年，赫尔希和蔡斯以年，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，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完成了另一个有说服力的实验噬菌体侵染大肠杆菌（噬菌体侵染大肠杆菌（E.coli）实验）实验在在T2噬菌体的化学组成中，噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，是蛋白质，40%是是DNA。对。对它们进一步分析表明：它们进一步分析表明：S仅存在于仅存在于蛋白质蛋白质分子中分子中9

11、9%的的P都存在于都存在于DNA分子中分子中二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果设计实验及结果二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果设计实验及结果T2噬菌体的增殖噬菌体的增殖T2噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体大肠杆菌的核糖体二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果设计实验及结果根据艾弗里提出根据艾弗里提出DNA是遗传物质的假说，即是遗传物质的假说，即DNA控制生物的遗传性状控制生物的遗传性状新合成的子代新合成的子代T2

12、噬菌体具有与亲代噬菌体具有与亲代T2噬菌体相同的遗传特性噬菌体相同的遗传特性放射性同位素标记和离心技术二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果设计实验及结果标记噬菌体的方法标记噬菌体的方法放射性同位素标记法放射性同位素标记法二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验2.实施实验及结果实施实验及结果噬菌体侵染细菌实验的分析噬菌体侵染细菌实验的分析可以直接用培养基直接标记噬菌体吗？可以直接用培养基直接标记噬菌体吗？不可以。因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养不可以。因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养

13、噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体能不能在一组中用同位素分别标记能不能在一组中用同位素分别标记35S和和32P？不能，因为噬菌体的蛋白质和不能，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源射性物质的来源标记物标记物检测到放射性，就等于检测到了什么？检测到放射性，就等于检测到了什么？1.保温保温2.搅拌：搅拌：使使T2噬菌体和细菌噬菌体和细菌分离分离要充分：要充分：如果搅拌不充分，如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌没有

14、分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，会造菌共存于沉淀物中，会造成沉淀物中放射性偏高成沉淀物中放射性偏高3.离心：离心：让上清液中析出质让上清液中析出质量较轻的量较轻的T2噬菌体噬菌体【旋转飞椅】【旋转飞椅】1.保温保温时间过短：时间过短：部分噬菌体没部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中经离心后分布于上清液中时间过长：时间过长：噬菌体在大肠噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中经离心后分布于上清液中思考：为什么噬菌体侵染思考：为什么噬菌体侵染实验不能证明蛋白质不是实验不能证明蛋白质不是遗传物质？遗传物质？在实

15、验中，只有在实验中，只有DNA进入进入到大肠杆菌内起了作用，到大肠杆菌内起了作用，而蛋白质没有进入细胞内，而蛋白质没有进入细胞内，所以不能说明所以不能说明二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验3.过程及分析过程及分析高高低低低低高高二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验4.实验结果分析实验结果分析5.结论：结论：是遗传物质。艾弗里的假说是正确的，艾弗里也证明了是遗传物质。艾弗里的假说是正确的，艾弗里也证明了DNA是遗传物质是遗传物质DNA二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验6.讨论：艾弗里与赫尔系等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为讨论：艾弗里与赫尔

16、系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？实验材料具有哪些优点？（1）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）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（2）繁殖快，细菌）繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验7.讨论：从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程讨论：从控制自变量的角

17、度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？中最大的困难是什么？（1）艾弗里在每个实验组中特异性的去除了一种物质，然后在观察没有这种物）艾弗里在每个实验组中特异性的去除了一种物质，然后在观察没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化质的情况下，实验结果会有什么变化（2）最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋）最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）白质等）三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质1.少数病毒遗传物质的探索少数病毒遗传物质的探索烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、SARS病毒、病毒、HIV病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNA三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质THANKS!同学们，再见啦！