3.1DNA是主要的遗传物质课件(共34张PPT)-2022-2023学年高一下学期生物人教版(2019)必修2

文档属性

名称 3.1DNA是主要的遗传物质课件(共34张PPT)-2022-2023学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
格式 pptx
文件大小 9.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-02-22 12:55:45

图片预览

文档简介

(共34张PPT)
第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质
遗传物质的探索
孟德尔
约翰逊
萨顿
摩尔根
提出“遗传因子“,并总结遗传规律
把“遗传因子”命名为基因
提出基因在染色体上的假说
实验证明基因位于染色体上
科学家发现:染色体的主要组成成分的DNA和蛋白质
DNA
蛋白质
问题探讨
蛋白质
DNA
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
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?
结构比较稳定:能储存大量遗传信息;可准确复制,传递给下一代
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质是生物体的遗传物质
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位
理由:
①蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息
②对DNA结构认识的不足
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
S型:菌体有多糖类荚膜,菌落表面光滑,有致病性。
R型:菌体无多糖类荚膜,菌落表面粗糙,无致病性。
①1928年,英国微生物学家格里菲思的体内转化实验
实验材料:
肺炎链球菌、小白鼠
S型
R型
二、肺炎链球菌的转化实验
注射R型活细菌
第一组
R型菌+加热杀死的S型细菌
第四组
注射加热杀死的S型细菌
第三组
注射S型活细菌
第二组
格里菲思的体内转化实验
二、肺炎链球菌的转化实验
第一组
第二组
第三组
第四组




1、第一组与第二组的实验现象,说明了什么?
R型活细菌不会使小鼠死亡,S型活细菌会使小鼠死亡
2、第四组小鼠为什么会死亡?
体内有S型活细菌,会使小鼠死亡
3、第四组S型活细菌怎么出现的?
R型活细菌转化成S型活细菌
4、什么使R型活细菌转化成S型活细菌?
加热杀死的S型细菌使R型活细菌发生了转化
由此可以推断已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
结论:
格里菲思的体内转化实验
二、肺炎链球菌的转化实验
艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物
实验思路:
S型细菌的化学组分图
多糖
脂质
蛋白质
……
DNA
RNA
多糖
脂质
蛋白质
DNA
RNA……
二、肺炎链球菌的转化实验
艾弗里的体外转化实验
二、肺炎链球菌的转化实验
加热杀死的S型细菌提取液
去除大部分多糖、蛋白质、脂质
对照
+蛋白酶
+RNA酶
+酯酶
+DNA酶
能够转化
能够转化
能够转化
能够转化
不能转化
只有DNA酶能阻止转化实验,表明DNA极有可能就是细胞提取物中有活性的转化因子
获得细胞提取液
分别处理后与活的R型细菌混合,进行转化测试实验
结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
艾弗里的体外转化实验
思考延伸拓展 强化素养
1、艾弗里的实验能够获得成功的关键思路是什么?
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
关键思路:
2、艾弗里在进行实验过程中,是怎么控制自变量的?是利用了什么原理?
艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,是利用了“减法原理”
思考延伸拓展 强化素养
自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理”
在对照实验中控制自变量,可以采用“加法或减法原理”;
与常态比较,人为增加某种影响因素的称为加法原理。例如在必修一酶一节中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,与对照组相比,实验组分别做了加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理,利用了“加法原理”;
与常态相比,人为去除某种影响因素的称为减法原理。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,这利用了“减法原理”。
思考延伸拓展 强化素养
请从以下角度来说明肺炎链球菌的体内转化实验与体外转化实验的关系:
(1)区别
(2)联系
①体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验则是前者的延伸。
②实验设计都遵循 和 原则。
对照
单一变量
项目 体内转化实验 体外转化实验
科学家
细菌培养
实验构思
观察指标
实验结论
格里菲思
艾弗里
小鼠体内
体外培养基
用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验说明发生转化
在S型细菌的提取物中,分别去除某种物质,观察能否使R型细菌发生转化
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
已经加热致死的S型细菌体内有转化因子
转化因子是DNA
思考延伸拓展 强化素养
3、由于艾弗里的实验中提取的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,因此,仍有人表示怀疑,那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢?
美国遗传学家赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,设计了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
蛋白质
DNA
尾部
头部
T2噬菌体的模式图
T2噬菌体侵染大肠杆菌后,会在自身遗传物质作用下,利用大肠杆菌体内的物质来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。
T2噬菌体是一种 在 体内的病毒
专门寄生
大肠杆菌
头部和尾部的外壳都是由 构成,头部含 。
蛋白质
DNA
在T2噬菌体的化学组成中,60%是蛋白质,40%是DNA 。对这两种物质的分析表明:仅蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中,用放射性同位素32P和35S可以分别给DNA和蛋白质带上不同的标记。
三、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的过程
吸附
侵入
合成
组装
释放
三、噬菌体侵染细菌的实验
(1)合成子代病毒的模板:
亲代噬菌体病毒的DNA
(2)合成子代病毒DNA的原料:
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
(3)合成子代病毒蛋白质外壳的原料及场所:
原料:大肠杆菌的氨基酸
场所:大肠杆菌的核糖体
三、噬菌体侵染细菌的实验
假设蛋白质是遗传物质,试着演绎推理实验结果……
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
噬菌体侵染细菌的实验过程
假设DNA是遗传物质,试着演绎推理实验结果……
搅拌目的?
离心目的?
三、噬菌体侵染细菌的实验
思考1:怎么获得被标记的T2噬菌体?
思考2:为什么要获得被标记的T2噬菌体,要先培养被标记的大肠杆菌?
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
三、噬菌体侵染细菌的实验
标记T2噬菌体的方法(放射性同位素标记法)
1、先标记大肠杆菌
大肠杆菌+含35S的培养基
含35S的大肠杆菌
大肠杆菌+含32P的培养基
含32P的大肠杆菌
2、再标记噬菌体
T2噬菌体+含35S的大肠杆菌
含35S T2的噬菌体
T2噬菌体+含32P的大肠杆菌
含32P T2的噬菌体
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
三、噬菌体侵染细菌的实验
这一组对比实验后发现:用35S标记的一组侵染实验,放射性主要分布在上清液中;用32P标记的一组实验,放射性主要分布在离心管的沉淀物中;
进一步观察发现:在细菌裂解释放的子代噬菌体中可以检测到32P标记的DNA,但不能检测到35S标记的蛋白质。这说明噬菌体侵染细菌时,DNA进入了细菌的细胞中,而蛋白质外壳则留在细胞外,因此子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。
亲代噬菌体 原宿主细菌内 子代噬菌体 实验结论
32P标记的DNA
无32P标记的DNA
DNA有32P标记
DNA是噬菌体的遗传物质
35S标记的蛋白质
无35S标记的蛋白质
蛋白质外壳无35S标记
三、噬菌体侵染细菌的实验
1、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,发现沉淀物中也有少量放射性,可能是什么原因造成的?
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。
三、噬菌体侵染细菌的实验
(1)保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中。
(2)保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代,经离心后分布于上清液中。
2、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,发现上清液中放射性也较高,可能是什么原因造成的?
思考延伸拓展 强化素养
3、能否用32P和35S同时标记噬菌体?
不能,因为若用32P和35S同时标记噬菌体,则上清液和沉淀物中均会具有放射性,无法判断噬菌体遗传物质的成分。
赫尔希和蔡斯的实验表明:噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此,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。
4、进一步观察发现:在细菌裂解释放出的噬菌体中,可以检测到32P标记的DNA,但不能检测到35S标记的蛋白质。这一结果说明了什么?
三、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌实验中操作不规范造成的误差分析
三、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌实验中操作不规范造成的误差分析
四、少数病毒的遗传物质是RNA
随着对病毒研究的深入,科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA,没有DNA,比如烟草花叶病毒(简称TMV)。为了弄清这种病毒中遗传物质是蛋白质还是RNA,科学家进行了烟草花叶病毒的感染和重建实验。
病毒RNA
蛋白质
病毒的结构模型图
病毒的透射电镜照片
四、少数病毒的遗传物质是RNA
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
五、DNA是主要的遗传物质
冠状病毒因其形态在电镜下观察类似“王冠” 而得名。2019新型冠状病毒(2019-nCoV)和2003年非典期间致病的冠状病毒(SARS-CoV)以及2012年中东沙特发现的中东呼吸综合征(MERS)致病的冠状病毒(MERS-CoV)均属于冠状病毒。
综上所述,大部分生物的遗传物质都是DNA,而没有DNA只有RNA的生物,其遗传物质是RNA。
冠状病毒的遗传物质是RNA,此外小儿麻痹病毒、脑炎病毒、流感病毒和艾滋病病毒等的遗传物质都是RNA。
五、DNA是主要的遗传物质
生物
病毒
细胞
原核细胞
真核细胞
DNA
DNA
DNA
RNA
RNA病毒
DNA病毒
DNA或RNA
DNA和RNA
结论:绝大多数生物的遗传物质是DNA,
某些病毒的遗传物质是RNA,
所以说DNA是主要的遗传物质。
烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒、流感病毒等
T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
DNA或RNA
DNA
DNA
2、烟草的遗传物质是什么?
DNA
1、动物和人体的遗传物质是什么?
4、细菌的遗传物质是什么?
5、一切生物的遗传物质是什么?
6、病毒的遗传物质是什么?
核酸
3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么?
RNA
思考延伸拓展 强化素养
六、本节小结
基因
染色体
DNA
蛋白质
DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
定位
成分
实验证明
基础
DNA是主要的遗传物质
功能
结构?