高中生物人教版（2019）必修2-3.1DNA是主要的遗传物质(课件共28张PPT)

(共28张PPT)
3.1 DNA是主要的遗传物质
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。
蛋白质和DNA,谁是遗传物质
讨论：
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
2.为什么说DNA是主要的遗传物质？
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代
多数科学家认为 是生物体的遗传物质。
2、20世纪30年代对DNA的认识
（1）生物大分子：由许多 聚合而成。
（2）基本组成单位-----脱氧核苷酸
a、化学组成 、 和 三部分
b、种类： 种，差别在于 的不同。
蛋白质
脱氧核苷酸
磷酸
碱基
脱氧核糖
碱基
4
氨基酸多种多样的排列顺序
可能蕴含着遗传信息
对DNA结构不了解
蛋白质是遗传物质仍占主导地位
二、DNA是主要的遗传物质的证据
格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
艾弗里确定转化因子的体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
菌落 荚膜 毒性
R型细菌菌落
S型细菌菌落
①格里菲思转化实验(体内转化)
两种菌落的比较
无毒
有毒
粗糙
光滑
无
有（多糖）
步骤 处理方法 结果 结论
1
2
3
4
R型活细菌
S型活细菌
加热杀死S型细菌
活R+S型死细菌
活
死
活
R型活菌无毒
S型活菌有毒
加热杀死的S型菌无毒
死
体内分离出S型活细菌
结论：加热杀死的S型细菌中，含有促成R型 细菌转化成S型活细菌的转化因子.
①格里菲思转化实验(体内转化)
多糖
蛋白质
DNA
DNA酶
S型细菌
分 离
问题：S型菌中的“转化因子”是什么物质呢？
②艾弗里转化实验(体外转化)
实验结果：①只有加入DNA才转化；
②DNA越纯，转化越有效；
③用DNA酶处理DNA，不再转化。
实验结论:转化因子是DNA。
分别与R型活细菌培养
R型
R型
R型与S型
R型
肺炎双球菌转化实验中的4点易错分析
易 错 警 示
(1)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌，使小鼠致死。
(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。
(3)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
(4)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
(2)格里菲思(Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果证明了DNA是遗传物质( )
※判断改错
(1)加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌( )
×
×
【提示】S型和R型菌都有，因为只有部分R型菌转化成S型菌。
【提示】　格里菲思(Griffith)肺炎双球菌的转化实验只证明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，并没有弄清楚转化因子的本质。
(3)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠，小鼠存活( )
√
【提示】　高温处理后，R型菌已死亡，而且DNA酶己失活，注入小鼠体内的只有S型菌的DNA，没有活的S型菌。
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
有没有比细菌更为简单的实验材料？
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的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.
思维碰撞
赫尔希
蔡斯
基础知识：
④子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
噬菌体
大肠杆菌
T2 噬菌体的特点：
①是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
②头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA
③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
三 噬菌体
T2噬菌体侵染大肠杆菌的示意图：
大肠杆菌
DNA注入大肠杆菌中
利用大肠杆菌内
的物质合成蛋白
质外壳和DNA
组装成新的T2噬菌体
大肠杆菌破裂，
T2噬菌体释放出来
吸附
注入
合成
组装
释放
基础知识：
1.选材
选材原因：
③噬菌体侵染细菌的实验
2.实验技术
T2噬菌体
放射性同位素标记法
元素 C H O N P S
同位素 14C 3H 18O 15N 32P 35S
分别选择何种元素标记噬菌体的蛋白质和DNA？
提示：T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
DNA
蛋白质
32P
DNA
蛋白质
35S
T2噬菌体结构简单，只有蛋白质和DNA构成。
3.实验准备
怎样获得被35S标记的噬菌体和被32P标记的标记的噬菌体？P45
为什么需要先标记大肠杆菌？
噬菌体不能直接被标记，它是寄生于大肠杆菌的病毒，可通过大肠杆菌进行标记
用含35S和32P的培养基分别培养大肠杆菌，用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到含32P标记DNA的噬菌体和含35S标记蛋白质的噬菌体
4.实验过程
①
用35S标记的噬菌体
（蛋白质被标记）
未标记的大肠杆菌
+
搅拌
短时间
使噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
①搅拌的目的：
②离心后上清液、沉淀物分别是什么？
上清液是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物是细菌及其细胞内的噬菌体
4.实验过程
①
用35S标记的噬菌体
（蛋白质被标记）
未标记的大肠杆菌
+
搅拌
子代噬菌体无35S
短时间
③为什么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中还有很低放射性？
由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
④该实验结果说明了什么？
T2噬菌体的蛋白质外壳并没进入大肠杆菌内，也没遗传给子代噬菌体
上清液放
射性很高，沉淀物放
射性很低。
用32P标记的噬菌体
（DNA被标记）
未标记的大肠杆菌
+
子代噬菌体有32P
②
搅拌
短时间
①为什么含32P噬菌体侵染细菌,上清液中还有很低放射性？
a）保温时间过短，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。
b）保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液。
上清液放
射性很低,沉淀物放
射性很高
用32P标记的噬菌体
（DNA被标记）
未标记的大肠杆菌
+
子代噬菌体有32P
②
搅拌
短时间
上清液放
射性很低,沉淀物放
射性很高
②实验结果说明了什么？
结论：DNA是真正遗传物质。
T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌内，并且遗传给子代噬菌体。
有没有证明蛋白质不是遗传物质？
易 错 警 示
噬菌体侵染细菌实验的易错分析
(1)噬菌体侵染细菌实验中的标记误区
(2)噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同
②35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
①该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。
①前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）；
练习：如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为(　　)
A．可在DNA中找到15N、32P
B．可在外壳中找到15N、35S
C．可在外壳中找到15N
D．可在DNA中找到15N、32P、35S
A
（2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
C
根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：
① 上清液和沉淀物中的成分分别是 和 ，原因是： 。
② 进入大肠杆菌体内的是噬菌体的 ,依据是： 。
③T2噬菌体复制所需原料来自 ，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是 。
噬菌体外壳
大肠杆菌
两者密度不同
DNA
放射性32P只存在于沉淀物中
大肠杆菌
大肠杆菌的核糖体
DNA是生物界唯一的遗传物质吗？
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
下面这些生物的遗传物质是什么？
如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
蛋白质
RNA
分
离
感染
烟草
感染
烟草
实验
结果
出现病斑
不出现病斑
实验
结果
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
RNA
生物类型 核酸种类 遗传物质 代表生物
有细胞结构的生物
无细胞结构的生物
真核生物
原核生物
DNA
DNA
DNA病毒
RNA病毒
DNA
RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
高等植物，
动物和人
细菌，蓝藻，放线菌
T2噬菌体
烟草花叶病毒，HIV
完成下列表格：
DNA是主要的遗传物质
DNA
RNA
肺炎双球菌转化实验
DNA
蛋白质
DNA
RNA
1.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的(　　)
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
B
2.(2011·长春模拟)科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明(　　)
A．“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成
B．“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质
C．“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力
D．“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸
B