3.1 DNA是主要的遗传物质 课件2(共32张PPT) 2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修

(共32张PPT)
Which one
do you want
第1节 DNA是主要的遗传物质
掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论
体验探究生物遗传物质的实验思路
掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论
分析比较三大实验方法和结论
学习目标
1
2
3
4
对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，人们认识到人体内的蛋白质是由21种氨基酸通过脱水缩合而来，而且氨基酸多种多样的排列顺序中可能蕴藏着遗传信息。
对遗传物质的早期推测
20世纪30年代，科学家已经发现DNA由4种脱氧核糖核苷酸连接而成。但没有引起足够的重视。“蛋白质是遗传物质”的看法依然占主导地位。
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
G
C
T
蛋白质
DNA
20世纪中叶，染色体由蛋白质和DNA组成已经为人们所知，但是对于谁是遗传物质仍然存在争议。
对遗传物质的早期推测
肺炎链球菌转化实验
肺炎链球菌转化实验
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无毒性
表面光滑
表面粗糙
有
无
多糖类的荚膜
1.肺炎链球菌的体内转化实验：
（1928年，格里菲思）
注射
R型活细菌
小鼠不死亡
第一组
注射
S型活细菌
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第二组
注射
加热致死的S型细菌
小鼠不死亡
第三组
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第四组
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
加热杀死的S型细菌中，含有某种促R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——“转化因子”
这种转化因子究竟是什么物质呢？
①对比第一、二组的实验现象，这说明了什么？
④什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？
由于体内有活的S型细菌的作用。
活的R型细菌转变成了活的S型细菌。
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。
②第四组小鼠为什么会死亡呢？
③第四组活的S型细菌如何出现？
S型活细菌会使小鼠死亡。
结论
1.肺炎链球菌的体内转化实验：
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA……
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。
要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
2.肺炎链球菌的体外转化实验：
该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
遵循单一变量原则和对照原则。
其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。
最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）
结论
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技术，完成了另一个有说服力的实验。
思考：有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
此处添加详细文本描述，建议与标题相关并符合整体语言风格，语言描述尽量简洁生动。
蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。
1.噬菌体的结构
噬菌体侵染细菌的实验
（含S）
（含P）
——用32P标记
——用35S标记
2.噬菌体侵染细菌的过程：
吸附
注入
合成
组装
释放
T2噬菌体只提供遗传物质(DNA)作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。
实验方法：
实验过程：
标记的T2噬菌体
侵染大肠杆菌
搅拌
离心并检测放射性
检测子代噬
菌体的放射性
结果应该是怎样？
实验思路：
将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用
32P
35S
放射性同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA）
先标记细菌在标记噬菌体
3.赫尔希和蔡斯的实验过程
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
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
实验结果：
实验结论：
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。
用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
噬菌体侵染细菌的实验
回看
实验中采用搅拌和离心等手段，目的是：
仅有图上的实验过程， (能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是 。
让噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分离。
不能
蛋白质外壳没有进入细菌体内
用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
噬菌体侵染细菌的实验
回看
35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
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。
32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
肺炎双球菌 体内转化实验 肺炎双球菌 体外转化实验 噬菌体侵
染细菌实验
实验者
思路
分离方式
结论以及各实验的关系
设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
直接分离:
分别加入到R型菌中
同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
更有力地说明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”,是体外转化实验的基础。
能否说明DNA是自然界所有生物的遗传物质？
三个经典实验对比
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
RNA是遗传物质的实验证据
RNA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
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
TMV 2
RNA 2
蛋白质 2
蛋白质 1+RNA 2
TMV 2
TMV 1
RNA 1
蛋白质 1
蛋白质 2+RNA 1
TMV 1
烟草花叶病毒重建实验示意图
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
拓 展
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
RNA是遗传物质的实验证据
生物的遗传物质
【归纳】不同生物体内遗传物质
生物类型 核酸种类 遗传物质 实例
有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 玉米、小麦、人
原核生物 乳酸菌、蓝藻
无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA DNA T2噬菌体
RNA病毒 RNA RNA 烟草花叶病毒
DNA是主要的遗传物质。
某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析正确的是
A.理论上，b和c中不应具有放射性
B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
√
典题应用
一个噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是(细菌体内含有32S和31P两种元素)
A.蛋白质外壳含有35S和32S，DNA中只含有32P
B.蛋白质外壳只含有32S，DNA中只含有32P
C.蛋白质外壳含有35S和32S，DNA中含有32P和31P
D.蛋白质外壳只含有32S，DNA中含有32P和31P
√
下列关于生物遗传物质的说法，正确的是
A.同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA
B.DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA
C.真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA
D.艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是
主要的遗传物质
√