第三章第一节 DNA是主要的遗传物质

(共32张PPT)
DNA是主要的遗传物质
DNA分子的结构
DNA的复制
基因是具有遗传效应的DNA片断
必修二 基因的本质
基因的本质
（一）分析证明“DNA是遗传物质”的实验设计思路和实验探索过程
（二）理解“DNA是主要遗传物质”的原因
学习目标
有两个经典实验可证明
作为遗传物质应该具有什么特点？
1、结构的稳定性
2、能储存大量遗传信息
3、能复制并保持连续性
4、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和代谢
5、能产生可遗传的变异
遗传物质是DNA还是蛋白质呢？
设计实验证明它的实验设计思路是？
把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用
20世纪30年代
对遗传物质的早期推测
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。
20世纪20年代
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
脱氧核苷酸有4种，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。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
例：《创新方案》P77探究体验的示例题
R型菌
菌落:粗糙，
无荚膜，无毒
多糖类荚膜
S型菌
菌落:光滑，
有荚膜，有毒，可致死
（一）格里菲思的肺炎双球菌转化实验
两种肺炎双球菌
实验材料：
一、实验证据：
回答以下问题？
1、格里菲思的四组实验可以得出什么结论？
2、格里菲思和艾弗里谁的实验能证明DNA是遗传物质？它的实验设计思路是什么？
3、分析艾弗里的实验，按照假说—演绎法的基本步骤，说出每一步所代表的内容分别是？
［过程探究1］格里菲思的实验：
A、B、C与D组对照说明了：被加热杀死的S型细菌有“转化因子”，促进R型细菌转化为S型细菌
补充：（1）如何理解“加热杀死”？
（2）推断，d组死亡的小鼠体内细菌的变化情况，请从免疫角度进行解释。
加热杀死的S型细菌，只是蛋白质结构被破坏，而其DNA在加热过程中，只是双螺旋解开、氢键断裂，降温后其结构还可以恢复。
R型
S型
——艾弗里及同事的肺炎双球菌体外转化实验
谁是转化因子？
只有加入DNA，R型细菌才能够转化为S型，DNA纯度越高，转化越有效。
DNA是使R型细菌发生转化的因子，是遗传物质。
提出问题
作出假设及预期
设计实验
结果分析
得出结论
若DNA是遗传物质，则提纯后的DNA能使R型细菌发生转化
若蛋白质是，则提纯后的蛋白质能使R型细菌发生转化、等等
从S型活细菌中提取多糖、DNA和蛋白质等，然后分别加入到R型活细菌的培养基中。
注意：
1.该实验同时也证明了蛋白质、脱氧核苷酸等其它物质不是遗传物质。
2.R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组
请同学们看《创新方案》P76－77肺炎双球菌转化实验分析并做示例1和题组练2
（1）噬菌体的结构模式图
（二） 噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体是一种专门寄生在细菌
体内的病毒，它的头、尾的外
部都有由蛋白质组成的外壳，
头的内部含有DNA。
回答以下问题？
1、此实验的研究方法是？为了将DNA和蛋白质分开，直接地、单独地观察它们的作用，应如何标记？
2、怎样才能标记上？
3、分析赫尔希和蔡斯的实验，按照—假说演绎法的基本步骤，说出每一步所代表的内容分别是？
研究方法
同位素标记法
蛋白质的组成元素：
DNA 的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
因为P几乎都存在于DNA中，而S仅存在于蛋白质中，所以用32P标记DNA，用35S标记蛋白质；
此实验不能标记C、H、O、N元素，因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N元素。
2.标记噬菌体的方法：
第一步：标记细菌
第二步：标记噬菌体
35S培养基＋细菌→35S标记的细菌
32P培养基＋细菌→ 32P标记的细菌
噬菌体＋35S标记的细菌→35S标记的噬菌体
噬菌体＋32P标记的细菌→ 32P标记的噬菌体
［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验：
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验：
说明DNA进入到细菌内去了
对于噬菌体来说谁是遗传物质？
用32P标记的噬菌体，放射性物质主要位于沉淀物中，子代噬菌体是有放射性
用35S标记的噬菌体，放射性物质主要位于上清液中，子代噬菌体无放射性
DNA在前后代具有连续性，DNA是遗传物质
若DNA是遗传物质，则离心后标记的32P应位于沉淀物中
若蛋白质是，则离心后标记的35S应位于沉淀物中
用32P和35S标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心，检测放射性物质位于何处，以及子代噬菌体是否具有放射性
提出问题
作出假设及预期
设计实验
结果分析
得出结论
1. 为何35S标记的组沉淀物中有少量放射性，而32P标记的组上清夜中也有少量放射性？
2、下列①、②、③、④均是遗传物质应具有的特点。噬菌体侵染细菌实验能够直接证实DNA作为遗传物质具有的特点是( )
①分子结构具有相对的稳定性
②能够自我复制，保持前后代的连续性
③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状
④能产生可遗传的变异
⑤DNA在前后代具有连续性
A．①②⑤ 　 B．③④⑤
C．①④⑤ 　 D．②③⑤
D
噬菌体在繁殖的时候，亲代噬菌体提供了模板DNA，
子代噬菌体提供了原料（氨基酸、核苷酸）、能量
（ATP）、酶（DNA聚合酶、RNA聚合酶、解旋酶等）、
核糖体？
3.噬菌体在繁殖的时候，亲代噬菌体提供了什么？
细菌提供了什么？
噬菌体侵染细菌的实验与肺炎双球菌转化实验的比较：
相同点 ①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同；②都遵循了对照原则；③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。
不
同
点
方法不同 艾弗里
实验 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养。
噬菌体侵染细菌实验　 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）
请同学们做《创新方案》P77示例2、
巧应用3和4
分离
分离
重组
重组
感染
新的病毒
产生
哪种
病毒？
烟草花叶病毒侵染烟草实验：
TMV
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
结论： DNA是主要的遗传物质
遗传物质是RNA
二、科学研究表明：
生物
病毒
RNA病毒（如：艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒）
DNA病毒
原核生物
真核生物
遗传物质是DNA
本节课题DNA是主要的遗传物质是针对所有生物而言的，还是针对某一种生物而言的
作业：创新方案：75－78
　　　跟踪检测：P237－238
1. ①个体小，结构简单，易看出因物质改变而导致的结构和功能的改变；②繁殖快
2. 把DNA和蛋白质分开，单独地，直接地观察DNA和蛋白质的作用。
3. ①艾弗里实验：细菌的培养，物质提纯和鉴定技术； ②赫尔希和蔡斯实验：噬菌体、细菌培养，同位素标记。
思考与讨论答案