3.1 DNA是主要的遗传物质 课件【新教材】人教版（2019）高一生物必修二(共22张PPT)

(共22张PPT)
第三章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞。这句耳熟能详的言语体现了遗传是生物的基本特征之一。
思考？
遗传物质是什么呢？？？
1、遗传物质可能具备哪些特点呢？
（1）遗传物质能够储存大量遗传信息，并在亲代和子代之间稳定遗传
（2）能够控制生物体的性状
（3）结构稳定
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。
2、各种氨基酸可以按照不同的顺序排列、形成不同的蛋白质。
联想、推测
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
认为
蛋白质是生物体的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合的生物大分子。
组成DNA的脱氧核苷酸有四种，每一种有一个特定的碱基
对DNA结构认识不清晰，故人为蛋白质是遗传物质的想法依旧占主流。
一、肺炎链球菌的转化实验
1、肺炎链球菌
S型细菌：菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑（Smooth）；S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，同时小鼠并发败血症而死
R型细菌：菌体无多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙（rough），R型细菌无致病性，不会使人和小鼠患病。
2、格里菲斯肺炎链球菌体内转化实验
第一组
第二组
第三组
第四组
死亡小鼠体内分理出活的S型细菌
死亡小鼠体内分理出活的S型细菌
知识扩充：加热致死原理：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的，在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度将至5℃时，DNA双链又可以重新恢复，但是蛋白质活性不能恢复了。
思考？？？
1、加热至死的S型细菌会不会导致小鼠死亡？
2、为什么第四组小鼠死亡，且从小鼠体内分离出了活的S型细菌？
3、从格里菲斯的实验中，你能学习到哪些实验方法？能得到什么结论？
不会
已经加热致死的S型细菌，含有某种能促进R性细菌转化为S型细菌的活性物质。
实验要控制单一变量和设置对照组。
加热致死的S型细菌含有某种促进R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
牛刀小试
格里菲斯用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论错误的是（ ）
A、说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B、说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C、说明了R型或细菌不具有致病性，S型活细菌具有致病性
D、说明了加热致死的S型细菌不具有致病性
A
转化因子究竟是什么物质呢？——你如何设计实验证明？？？
3、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
细胞提取物的制备：将加热杀死的S型细菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质、脂质，制成细胞提取物。
实验方法：控制变量法
自变量：不同处理的细胞提取物
因变量：培养基中活细菌的种类
艾弗里肺炎链球菌体外转化实验过程
混合
R型细菌
S型细菌
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
＋
混合
R型细菌
S型细菌
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
＋
第一组
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
第二至四组
第二到四组分别用蛋白质酶、RNA酶和酯酶处理后，培养基中即出现S型细菌又出现R型细菌说明细胞提取物仍具有转化活性。
混合
R型细菌
S型细菌
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
＋
混合
只长R型细菌
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
＋
第一组
DNA酶
第五组
第五组用DNA酶处理后，培养基中只出现R型细菌说明细胞提取物不具有有转化活性。
实验结论
DNA才是使R型细菌产生稳定稳定遗传变化的物质
由于当时提纯技术有限，无法将蛋白质完全除去，所以仍有人提出是不是提取物中少量的蛋白质发挥了作用。
然后分析细胞提取物的理化性质，发现这些特性与DNA的极为相似。
实验现象结合理化性质分析
由于当时提纯技术有限，无法将蛋白质完全除去，所以仍有人提出是不是提取物中少量的蛋白质发挥了作用。
得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
是不是由此就能证明DNA是主要的遗传物质了呢？？？
自变量控制中的“加法原则” 和“减法原则”
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
（例如：在比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3 溶液或滴加肝脏研磨液的处理。）
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
（例如：在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除一种物质）
当堂检测
（不定项选择）艾弗里及其同事为了探究S型肺炎链球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎链球菌体外转化实 验。下列叙述中正确的是（ ）
A.肺炎链球菌的细胞结构中没有核膜(无成形的细胞核)
B.在培养R型细菌的培养基中添加S型细菌的细 胞提取物后,观察发现有R型和S型细菌菌落
C.该实验的自变量控制的方法为“减法原理”
D.该实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，而蛋白质不是
ABCD
思考：有没有一种方法或者一种物质能将DNA和蛋白质完全分开呢？
4、噬菌体侵染细菌实验
（1）1952年美国遗传学家赫尔希和蔡斯
（2）实验材料：T2噬菌体
（3）实验方法：放射性同位素标记法
选材原因
1、T2噬菌体结构简单：只含有DNA和蛋白质
2、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
3、繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其余物质保留在体外
T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
1、吸附
2、注入
3、合成
4、组装
5、释放
噬菌体侵染细菌实验过程
（1）标记细菌
细菌接种到含35S的培养基中，培养一段时间后获得含35S的细菌。
细菌接种到含32P的培养基中，培养一段时间后获得含32P的细菌。
（2）标记噬菌体
噬菌体和含35S的细菌共培养得到含35S的噬菌体
噬菌体和含32P的细菌共培养得到含32P的噬菌体
★T2噬菌体是病毒，必须要活细胞中寄生，不能直接接种到培养基上培养
离心：让上清液中析出质量较轻的噬菌体外壳，而离心管的沉淀中留下被侵染的大肠杆菌
思考与讨论
用35S标记的一组侵染实验，放射性同位素主要分布在上清液，用32P标记的一组，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。想一想，这一结果说明了什么？
噬菌体侵染细菌时，DNA进入了大肠杆菌，蛋白质外壳留在了外面。
进一步实验发现：在细菌裂解释放的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但是不能检测到35S标记的蛋白质，这又说明了什么？
亲子代之间具有连续性的物质是DNA
实验结论：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是噬菌体的遗传物质。
由于搅拌不充分，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。
噬菌体侵染细菌实验误差分析
①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。
②保温时间过长，大肠杆菌裂解释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
③搅拌剧烈，使大肠杆菌破解，释放子代噬菌体。
（1）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，离心后沉淀物中有放射性的原因
（2）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因
当堂检测
在“噬菌体侵染细菌”的实验中,获得被标记的噬菌 体的方法是（ ）
A.可以用含32P或者35S的培养基直接培养噬菌体
B.可以用同时含32P和35S的培养基培养噬菌体
C.让噬菌体分别去侵染含32P或者35S的大肠杆菌
D.让噬菌体同时侵染含有32P和35S的大肠杆菌
C
只有DNA是遗传物质吗？
RNA内芯
蛋白质外壳
烟草花叶病毒侵染 实验
烟草花叶病毒
正常烟草叶
病态叶
病毒的蛋白质外壳
正常烟草叶
正常叶
病毒RNA
正常烟草叶
病态叶
侵染
侵染
侵染
第一组
第二组
第三组