高中生物人教版（2019)必修2 3.1DNA是主要的遗传物质(共24张ppt）

(共24张PPT)
第3章基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
基因在染色体上，
DNA和蛋白质，
谁才是基因的化学本质？
争论、合作共奏DNA的交响乐。
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
孟德尔
2
把“遗传因子”命名为基因
约翰逊
3
提出基因在染色体上的假说
萨 顿
4
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质
5
遗传物质的探索
DNA

蛋白质
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？
蛋白质和DNA
谁是遗传物质
能储存大量的遗传信息
能自我复制
分子结构相对稳定
将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等。
问题探讨
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
没发现其他大分子有类似的结构特点。
20世纪20年代
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而成的生物大分子
意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
格里菲思
艾弗里
赫尔希
蔡斯
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无致病性
表面光滑（smooth）
表面粗糙（rough)
有
无
多糖类的荚膜
实验材料：
肺炎链球菌
二、肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的实验（体内转化实验）
分析实验对照：
第一组和第二组对照，说明
。
第二组和第三组对照，说明
。
第四组小鼠死亡是由于体内有S型活细菌，那么S型活细菌是怎么来的？
结合第一、二、三、四组对照，格里菲思推论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有“_________”。
R型菌无毒性而S型菌有毒性
S型菌加热杀死后无毒性
转化因子
加热杀死的S型细菌
R型活细菌
S型活细菌
起死回生？
直接转化？
促使
转化
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA……
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
思路：
这种转化因子究竟是什么物质呢？
将加热致死的S型菌破碎后，首先设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物，然后作用于R型细菌，观察作用
2、艾弗里（O.Avery,美国）（体外转化实验）
讨论1：S型细菌的细胞提取物可能有哪些成分？
蛋白质、RNA、脂质、DNA。
讨论2：使R型细菌转化的“转化因子”是什么？
DNA。
艾弗里的实验结论是什么？
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
实验过程归纳
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子
格里菲思实验的结论是什么
艾弗里实验的结论是什么？
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。
实验结论：
D N A 是 遗 传 物 质 。
总结：肺炎链球菌的体内和体外转化实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希（A.D.Hershey）和蔡斯（M.C.Chase）以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行实验。
T2噬菌体一种专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。头部和尾部的外表是由蛋白质构成，头部内含有DNA。
放射性同位素标记法。
将DNA和蛋白质分开，直接地单独地去观察它们各自的作用。
1、实验思路
2、实验方法
32P标记的噬菌体
主要组成元素
C、H、O、N、P
35S标记的噬菌体
主要组成元素
C、H、O、N、S
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
侵入别的细菌
吸附
注入
合成
组装
(裂解)释放
注入
释放
合成
组装
吸附
噬菌体侵染细菌的动态过程
侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分，进行大量增殖 。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
标记噬菌体方法：
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
1、先培养细菌
2、再培养噬菌体
直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？
×
如何单独获得只有35S或32P标记的噬菌体？
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
含放射性同位素35S
培养大肠杆菌
大肠杆菌35S
T2噬菌体35S
培养噬菌体
含放射性同位素32P
培养大肠杆菌
大肠杆菌32P
T2噬菌体32P
培养噬菌体
蛋白质外壳带放射性
DNA带放射性
搅拌的目的：
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心的目的：
让上清液中析出T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
结果说明：
侵染的大肠杆菌时T2噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外
结果说明：
侵染的大肠杆菌时T2噬菌体的DNA进入细菌的细胞中
在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，DNA才是噬菌体的遗传物质。
实验结论：DNA是遗传物质
实验结论：
1、艾弗里与赫尔希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？
2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
（1）个体很小，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。（2）繁殖快，细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的其它物质。
思考 讨论
3、艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。
赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体的培养技术、同位素标记技术以及物质的提取和分离技术等。
启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
知识拓展
烟草花叶病毒
左：正常烟叶 右：病叶
1、烟草花叶病毒侵染实验
四、RNA是遗传物质的实验证据
DNA是主要的遗传物质
生物的遗传物质
细胞生物含有DNA和RNA
病毒含有
DNA或RNA
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
绝大多数生物的
遗传物质是DNA
课堂小结