3.1DNA是主要的遗传物质课件(共31张PPT)2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共31张PPT)
DNA是
主要的遗传物质
第三章 基因的本质
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，究竟哪一种物质是遗传物质呢？
问题探讨
1. 20世纪20年代
——蛋白质是遗传物质
氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息
2. 20世纪30年代后
——DNA是遗传物质
回顾：
基本单位：
化学组成：
DNA的组成元素：
一、对遗传物质的早期推测
脱氧核糖核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
C H O N P
类型 R型肺炎双球菌 S型肺炎双球菌
菌体 无荚膜 有荚膜（多糖类）
菌落 粗糙（rough） 光滑（smooth）
毒性 不致病 可致病，使人和小鼠患肺
炎，小鼠并发败血症死亡
二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
1. 实验材料：
两种肺炎链球菌
第一组
第二组
二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
注射R型活细菌
注射S型活细菌
1、2组对照，说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性
有毒S型死细菌 小鼠正常
活R + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
S型活细菌
第三组
第四组
二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
注射加热致死的S细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
说明有部分R型细菌转化为S型细菌
二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
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
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？
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
实验过程：
讨论1：加热致死的S型细菌细胞提取物可能有哪些成分？
蛋白质、RNA、脂质、DNA。
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
实验过程：
讨论2：第二到第五组实验中加入的酶有什么作用？
破坏细胞提取物中相应的蛋白质、RNA、脂质和DNA。
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
实验过程：
讨论3：第一组实验有什么作用？
作空白对照
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
实验过程：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（转化因子）。
实验结论：
蛋白质不是转化因子。
该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？
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”（P46），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。
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
R型细菌
《大绿》P48 例1例2
3．艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，下列叙述正确的是（　）
A．实验不同组中加入了不同的酶，因而采用了自变量控制中的“加法原理”
B．第一、第二组不能说明S型细菌的蛋白质不是转化因子
C．第五组加入DNA酶后，细胞提取物失去转化活性
D．该实验可以说明DNA是主要的遗传物质
C
题型一 DNA是遗传物质的实验证据
实验组号 接种菌型 对要加入的S型细菌的细胞提取物所进行的处理 培养基长菌情况
一 R型 — R型、S型
二 R型 蛋白酶 R型、S型
三 R型 RNA酶 R型、S型
四 R型 脂酶 R型、S型
五 R型 DNA酶 R型
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
1. 实验者：
赫尔希和蔡斯
2. 实验材料：
T2噬菌体
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的繁殖.
吸附
注入
合成
组装
释放
噬菌体侵染细菌过程
合成T2噬菌体的DNA模板：
合成T2噬菌体的DNA原料：
合成T2噬菌体的蛋白质原料和场所：
进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的DNA
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
大肠杆菌提供的氨基酸
大肠杆菌的核糖体
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
4. 实验方法：
放射性同位素标记法
32P
35S
标记
DNA
标记
蛋白质
思路：分别标记噬菌体的外壳和DNA，看到底是谁起到了作用，谁就是遗传物质。
蛋白质的组成元素：
DNA 的组成元素：
（ 32P标记）
（ 35S标记）
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
（1）分别在含有放射性同位素35S和放射性同位素的32P的培养基上培养大肠杆菌。
（2）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记的噬菌体或DNA含有32P标记的噬菌体。
（3）分别用35S 或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
思考：如何让噬菌体带上标记呢？
短时间保温
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
6. 实验过程
（放射性同位素标记法）
保温的目的是为了保证酶的活性，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
短时间保温
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
6. 实验过程
（放射性同位素标记法）
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
子代有无放射性原因
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
7. 实验结果：
8. 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。
四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
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。
思考：
噬菌体侵染实验是否能证明蛋白质不是遗传物质呢？
噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，
因此不能确定若蛋白质外壳进入细菌能不能作为遗传物质。
不能证明蛋白质等不是遗传物质
《大绿》P49 例3例4 P51 3.
项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
设计思路 处理方法 结论 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究他们各自不同的遗传功能
减法原则：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
同位素标记法：分别用35S、32P标记蛋白质和DNA
证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质等不是遗传物质
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
：
四、烟草
五、烟草花叶病毒侵染烟草叶片实验
实验结论：RNA也是遗传物质
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
六、DNA是主要的遗传物质
具有细胞结构的生物
不具细胞结构：病毒
DNA
DNA
RNA
（大多数病毒，如T2噬菌体）
（烟草花叶病毒，流感病毒和艾滋病病毒）
《大绿》P50例5 P51 4.
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
（赫尔希和蔡斯）噬菌体侵染大肠杆菌的实验
（加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌的活性物质——转化因子）
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
证明DNA是遗传物质（转化因子）
能证明蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质
不能证明蛋白质不是遗传物质
D
4．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是(　　)A．格里菲思认为已经加热致死的S型细菌中含有转化因子B．体内转化实验表明S型细菌的DNA可以使小鼠死亡C．艾弗里的实验不能证明蛋白质不是遗传物质D．艾弗里的实验运用了“加法原理”
A
5. 生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验如下图。有关分析不正确的是（ ）
A. 理论上，b中不应具有放射性
B. b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充
分有关
C. b中含有放射性，与①过程中培养时间的长短有关
D. 上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
C
1.将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．R型细菌中的转化因子促使R型细菌转化为S型细菌B．曲线ab段与bc段相比，小鼠体内抵抗R型细菌的物质更多C．曲线bc段绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌D．cd段R型细菌数量上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力
D