3.1DNA是主要的遗传物质课件（共32张ppt）生物人教版（2019）必修2

(共32张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
孟德尔
萨 顿
约翰逊
摩尔根
1866提出遗传因子控制性状
1903基因在染色体上的假说
1909“遗传因子”更名为基因
1910年用实验证明基因位于染色体上
染色体主要组成成分蛋白质和DNA
遗传物质具有什么特点？
能储存大量的遗传信息
可以准确地复制，并传递给下一代
能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢和性状
分子结构相对稳定,特定情况下能产生可遗传的变异
S 型细菌 R 型细菌
菌体
菌落
毒性
1. 肺炎链球菌
一、肺炎链球菌的转化实验
光滑 （Smooth）
有多糖类的荚膜
粗糙 （rough）
无多糖类的荚膜
有毒性，可致死
无毒性
第一组
不死亡
说明R型细菌无毒
第二组
死亡
说明S型细菌有毒
第三组
不死亡
说明加热致死的S型细菌无毒
第四组
死亡
说明R型细菌转化成了S型细菌
R型
活细菌
S型
活细菌
加热致死的S型细菌
R型活细菌与加热致死的S型细菌混合
2. 实验过程和结果
一、肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌
2.体内转化实验（ ）
第1节 DNA是主要的遗传物质
R型：
S型：
无荚膜 无致病性
有荚膜 有致病性
③加热致死的S型细菌 小鼠
注射
①R型活细菌 小鼠
注射
②S型活细菌 小鼠
注射
不死亡
死亡
小鼠
注射
加热致死的S型细菌
④R型活细菌
不死亡
死亡
分离出S型活细菌
分离出S型活细菌
格里菲思
推论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
——转化因子
体外转化
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。
03
艾弗里
思考1：在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
思考2：哪一个才是转化因子呢？那如何才能在这些物质中将它找出来呢？你有何想法？
【知识链接】
实验过程和现象
R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
R型细菌
S型细菌
混合
a.本实验说明什么问题？
S型细菌的细胞提取物中含有转化因子
b.本实验起什么作用？
对照作用
c.本实验能确定转化因子是
哪种物质吗？
不能
第一组
R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
R型细菌
S型细菌
混合
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
a.加蛋白酶的作用是什么？
去除S型细菌的细胞提取物中的蛋白质，其他物质都有
b.同样加RNA酶、酯酶什么作用？
去除S型细菌的细胞提取物中的RNA或脂质等物质
c.这些组实验说明什么问题
说明蛋白质、RNA和脂质都不是转化因子
实验过程和现象
第二至四组
R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
只长R型细菌
混合
DNA酶
a.加DNA酶的作用是什么？
去除S型细菌的细胞提取物中的DNA
b.加DNA酶后只长R型菌说明什么？
说明细胞提取物中的转化因子很可能就是DNA。
第五组
实验过程和现象
R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
只长R型细菌
混合
DNA酶
第五组
实验过程和现象
艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
③结论：
④原理：
艾弗里
一、肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌
2.体内转化实验（ ）
3.体外转化实验（ ）
格里菲思
艾弗里
（DNA是遗传物质，蛋白质不是）
①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
②过程：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
减法原理
适应范围：在对照实验中，控制自变量可以采用。
含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
加法原理
含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
举例：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，就利用了“减法原理”。
减法原理
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”（P46）
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
知识拓展
R型细菌转化为S型细菌的本质：
基因重组
1、肺炎链球菌感染小鼠后，其合成蛋白质的场所是小鼠细胞的核糖体。
（ ）
2、将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，一段时间后培养基中会有两种菌落。（ ）
3、艾弗里的实验结论是DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，理由是只有DNA才能是R型细菌转化为S型细菌。（ ）
4、加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性。（ ）
5、如果把S型细菌的DNA提取出来直接注射小鼠体内，也能从小鼠体
内分离得到S型细菌。（ ）
概念检测
×
√
√
×
×
思维碰撞
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？
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技术，完成了另一个有说服力的实验。
阿尔弗雷德·赫尔希（A. D. Hershey）和助手玛莎·蔡斯（女）（M. C.Chase）的这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。
1. 实验材料
（1）T2噬菌体：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，头部和尾部外壳是蛋白质，头部含有DNA。
二、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
T2噬菌体的模式图
头部
尾部
DNA
蛋白质
吸附
注入
合成
组装
释放
噬菌体吸附在细菌表面
把DNA注入到细菌细胞
利用细菌的化学成分、酶和核糖体合成出噬菌体的DNA、蛋白质
新合成的DNA、蛋白质组装成新的噬菌体
细菌解体，释放出噬菌体
（2）侵染细菌过程
2. 放射性同位素标记技术
蛋白质组成元素：
DNA 组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
思考：可以直接标记噬菌体吗？
不可以
噬菌体是DNA病毒，无法单独在培养基上存活。
必须寄生在活的宿主细胞内才能繁殖。
35S
32P
如何使最初的噬菌体带有放射性呢？
在分别含有放射性同位素32p和放射性同位素35S的培养基中培养宿主细菌；
分别用以上两种标记好的噬菌体去侵染未标记 的细菌。
用噬菌体分别侵染被标记的宿主细菌，分别获得DNA中含有放射性同位素32p和蛋白质中含有放射性同位素35S 的噬菌体；
35S
加入含有放射性同位素35S的培养基
大肠杆菌
含有放射性同位素35S标记的大肠杆菌
未标记的噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌
得到被35S标记的噬菌体
（1）标记含有放射性同位素35S的T2噬菌体
3. 实验过程
32P
加入含有放射性同位素32P的培养基
大肠杆菌
含有放射性同位素32P标记的大肠杆菌
未标记的噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌
得到被32P标记的噬菌体
（1）标记含有放射性同位素32P的T2噬菌体
3. 实验过程
：
上清液放射性很高
子代噬菌体中无35S
35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
搅拌
离心
沉淀物放射性很低
（2）标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌
离心：让离心管上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
保温
保温：噬菌体充分侵染大肠杆菌
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
①35S标记的噬菌体侵染
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代部分噬菌体中含32P
（2）标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌
②32P标记的噬菌体侵染
32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
搅拌
离心
保温
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
注意：子代部分噬菌体中含32P
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
二、噬菌体侵染细菌的实验
1.材料：T2噬菌体、大肠杆菌
2.思路：
3.方法：
放射性同位素标记技术
把DNA和蛋白质分离，单独研究
DNA－32P 蛋白质－35S
4.实验过程：
①标记噬菌体
含35S培养基培养大肠杆菌
含32P培养基培养大肠杆菌
→培养T2噬菌体：
→培养T2噬菌体：
蛋白质35S
DNA32P
②侵染未标记的大肠杆菌
③搅拌和离心：
5.结论：
目的
④检查放射性
1组：
2组：
上清液高 沉淀物低
上清液低 沉淀物高
DNA是噬菌体的遗传物质
搅拌不充分
理论上
上清液
沉淀物
其中一个
大肠杆菌
实际上
6. 实验误差分析：35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性
保温时间过长
理论上
上清液
沉淀物
其中一个大肠杆菌
实际上
部分释放出来
释放
未来得及侵染
保温时间过短
6. 实验误差分析：32P标记的一组，上清液中出现少量放射性
（1）35S标记的实验沉淀物中也有放射性，原因是：
（2）32P标记的实验上清液中也有放射性，原因是：
①保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
②保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
6. 实验误差分析
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。
思考：实验能不能用32P和35S同时标记噬菌体？
烟草花叶病毒 （Tobacco Mosaic Virus） 缩写TMV，只含有蛋白质和RNA，是烟草花叶病的病原体，是目前烟草生产上分布最广、 发生最为普遍的一类病害 ，对烟草的危害极大。
三、RNA是遗传物质
RNA
蛋白质外壳
烟草花叶病毒感染烟草的实验
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
提取
RNA
蛋白质外壳
RNA
蛋白质
提取
感染
感染
烟草不感染病毒
烟草感染病毒
烟草
烟草
三、RNA是遗传物质
RNA病毒还有：
新冠病毒
艾滋病毒
流感病毒
SARS病毒
RNA病毒：
烟草花叶病毒、SARS 病毒、HIV（艾滋病）、禽流感病毒、流感病毒DNA病毒：
噬菌体、天花病毒、乙肝病毒
细胞生物
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
非细胞生物
遗传物质是
DNA
遗传物质是
RNA
（DNA和RNA）
（DNA或RNA）
四、 DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的
遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
生物
（核酸）