3.1 DNA是主要的遗传物质课件2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2(共28张PPT)

(共28张PPT)
基因的本质
第3章
第1节 DNA是主要的遗传物质
本节聚焦
科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
为什么说DNA是主要的遗传物质？
你对科学发现的过程和方法有哪些领悟
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
孟德尔
约翰逊
把“遗传因子”命名为基因
萨 顿
提出基因在染色体上的假说
摩尔根
实验证明基因位于染色体上
遗传物质的探究历程
问题探讨
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
你认为遗传物质应该具有什么特点？
1.遗传物质应能够储存大量的遗传信息，
2.可以准确地复制，并传递给下一代，
3.结构比较稳定等。
基因的本质
进入20世纪，12种氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。1940年另外8种氨基酸也被发现，20种氨基酸排列似乎有无数复杂且不重复的遗传信息
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
蛋白质
DNA
1909年，列文发现了核酸的基本组成单位——核苷酸，提出了著名的“四核苷酸假说”：DNA链是ATCG构成的单调重复分子，由于其提取方法的问题导致其认为DNA的分子量很小。由于对权威和DNA结构的不了解，这个观念持续影响了以后几十年，当时许多主流科学家都认为DNA不具备作为遗传物质的特点。
肺炎链球菌的转化实验
肺炎链球菌
无荚膜
菌落粗糙
有荚膜
菌落光滑
有毒性
R型菌
多糖类荚膜
S型菌
无毒性
实验材料：
小鼠、两种肺炎链球菌
荚膜是某些细菌的细胞外的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的可抵抗吞噬，利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
（一）格里菲思的肺炎链球菌（体内）转化实验
加热杀死的S型菌中，含有某种促R型活菌转化为S型菌的活性物质——“转化因子”
这种转化因子究竟是什么物质呢？
①第一，二组起到什么作用？
由于体内有活的S型细菌的作用。
②第四组小鼠为什么会死亡呢？
③推测第四组中S菌产生的原因？
对照。
肺炎链球菌的转化实验
设计实验
要解决的问题——
转化因子是什么物质？
已有背景知识——
构成细胞的主要物质有蛋白质、DNA、酯类、荚膜多糖等物质
如何设计实验？
思路1：将加热致死S型菌各种物质分离提纯后分别与R型混合，观察是否发生转化。（加法原理）
思路2：用酶解法特异性去除某种物质，观察能否将R型菌转化。（减法原理）
转化因子是什么？
如何判断？
检测的因变量指标是什么？
实验目的：
实验材料：
自变量：
因变量：
肺炎链球菌
加热杀死的S型菌中各种物质成分
R型菌是否被转化
菌落特征为R型还是S型
肺炎链球菌体外转化实验
1944年，艾弗里
肺炎链球菌
体外转化实验
（蛋白质、
脂质）
2.肺炎链球菌的体外转化实验
（艾弗里）
二 肺炎链球菌的转化实验
第五组
“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。
同时证明了蛋白质等不是遗传物质。
自变量控制中的“减法原理”
艾弗里的实验结论：
DNA是转化因子
DNA是细菌的遗传物质
噬菌体：能够感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，
能引起宿主菌的裂解。
培养基上透明斑
透明斑
噬菌体的发现
1915年特沃特发现透明斑
1917年德尔布吕克命名噬菌体
噬菌体小组成功发现了病毒的复制机制和基本结构。
噬菌体侵染细菌的电镜照片
获1969年诺贝尔生理学和医学奖
赫尔希
德尔布吕克
卢里亚
确立了噬菌体遗传学的许多基本概念和规律，为50年代分子遗传学的诞生奠定了实验和理论基础。
1.T2噬菌体只有蛋白质与DNA两种化合物组成。
2.T2噬菌体能够在自身遗传物质的作用下,借助大肠杆菌完成增殖过程。
3.子代噬菌体的原料全部来自宿主细胞。
4.相比较而言，T2噬菌体密度小，大肠杆菌密度大。
5.T2噬菌体借助大肠杆菌增殖的生长曲线，繁殖一代所用的时间等。
噬菌体小组研究成果
T2噬菌体结构
T2噬菌体是一种专门寄生大肠杆菌的病毒
物质是否进入细菌，如何才能被“看”得见，被检测出来？
遗传物质能在亲子代之间传递，具有连续性。
子代噬菌体应该含有该物质。
科学家猜测：噬菌体吸附大肠杆菌后，遗传物质会进入细菌细胞内。
同位素示踪法：就是用同位素标记化合物,可以根据这种化合物
的放射性,追踪这种物质的去向。
脱氧核糖核苷酸
半胱氨酸
4.能否标记蛋白质和核酸共有元素，
为什么？
1.DNA和蛋白质共有的元素有哪些？
2.DNA特有的元素有哪些？蛋白质特有的元素有哪些？
3.用哪种放射性元素标记DNA和蛋白质？
将T2噬菌体与细菌混合，分别在含放射性32P和35S的培养物中培养，培养多代后获得被标记的噬菌体。
思考：被侵染的大肠杆菌是否可以带
有放射性？
思考：噬菌体可否同时带有2种标记？
标记噬菌体
思考：共同培养多长时间合适？
思考：共同培养时间过长或过短会怎么？
噬菌体生长曲线
噬菌体注入遗传物质
噬菌体侵染大肠杆菌
思考：怎样使菌体外侧的噬菌体与大肠杆菌分开
离心后
离心
搅拌
上清液
沉淀
分离噬菌体和大肠杆菌
噬菌体侵染细菌的实验
标记
侵染
搅拌
离心
检测
思考：检测指标是什么？
预期结果
预期结果 上清液 沉淀物
若T2噬菌体DNA进入大肠杆菌内，蛋白质留在菌外 35S标记蛋白质
32P标记DNA
若T2噬菌体蛋白质进入大肠杆菌内，DNA留在菌外 35S标记蛋白质
32P标记DNA
放射性高
放射性高
放射性高
放射性高
蛋白质没有进入了细菌
进一步培养沉淀物
发现子代噬菌体不含放射性标记
进一步培养沉淀物
发现子代噬菌体含放射性标记
DNA进入了细菌
实验结果分析
结论：DNA分子在亲子代之间具有连续性，是（噬菌体的）遗传物质。
一是选材突破，利用只由蛋白质和核酸构成的病毒作为材料。
二是方法突破，即利用同位素标记，搅拌离心等技术。
赫尔希蔡斯实验成功的原因
烟草花叶病毒
烟草花叶病毒：由蛋白质外壳和内部RNA构成的RNA病毒。
TMV型病毒产生的病斑
HRV型病毒产生的病斑
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质？
以TMV型病毒为实验材料如何设计实验探究？
实验方案：
如果以TMV与HRV两种病毒为材料，还可以怎样设计实验证明RNA是遗传物质？
第一组
第二组
第三组
烟草花叶病毒的重建实验
结论：
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
实验材料 实验方法 技术 结论
小结
肺炎链球菌
体内转化实验
显微镜观察
存在“转化因子”
体外转化实验
细菌培养
DNA是细菌的遗传物质
噬菌体
侵染实验
同位素标记
DNA是T2噬菌体的遗传物质
烟草花叶病毒
侵染实验
病毒重建
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
DNA是主要遗传物质