3.1DNA是主要的遗传物质（共29张ppt）高中生物人教版(2019)必修2

(共29张PPT)
DNA
第3章 基因的本质
新课导入
第 3 章
基因的本质
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？
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论
对遗传物质的早期推测
第 3 章
基因的本质
特点：作为遗传物质必须具备的4个特点
精确地复制自己
指导蛋白质合成
贮存大量遗传信息
结构较为稳定
20世纪20年代；大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质
①蛋白质是生命活动的主要承担者
②氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
对遗传物质的早期推测
第 3 章
基因的本质
特点：作为遗传物质必须具备的4个特点
精确地复制自己
指导蛋白质合成
贮存大量遗传信息
结构较为稳定
20世纪30年代；人们认识到DNA的重要性
①DNA 是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
②组成 DNA 的脱氧核苷酸有 4 种，每一种有一个特定的碱基。
遗传物质的确定
第 3 章
基因的本质
01. 肺炎链球菌的转化实验（DNA）
包括体内转化实验（格里菲斯）和体外转化实验（艾弗里）
02. 噬菌体侵染细菌的实验（DNA）
由赫尔希和蔡司完成
03. 烟草花叶病毒的感染和重建实验（RNA）
证明RNA也是遗传物质，以及DNA是主要的遗传物质
★★实验的基本思路：设法将DNA与蛋白质分开，分别去观察DNA或蛋白质地作用
DNA
第3章 基因的本质
肺炎链球菌转化实验
1
格里菲斯体内转化实验
第 3 章
基因的本质
（1）实验材料
项目 R型细菌 S型细菌
菌落 菌落表面粗糙（rough） 菌落表面光滑（smooth）
菌体
有无毒性 无致病性 有致病性
多糖类的荚膜
第 3 章
基因的本质
（2）实验过程
组别 操作 小鼠情况
第一组 注射 R 型活细菌 存活
第二组 注射 S 型活细菌 死亡
第三组 注射加热杀死的 S 型活细菌 存活
第四组 R 型活细菌＋加热杀死的 S 型细菌 死亡
格里菲斯体内转化实验
第 3 章
基因的本质
（3）实验分析
第1，2组对照，说明R型活细菌无毒性，S型活细菌有毒性
第1，3组对照，说明加热杀死的S型细菌无毒性
根据实验1，3，4组说明无毒性的R型活细菌在与加热杀死的S型活细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌，且这种性状的转化是可以遗传的
（4）实验结论：加热杀死的S型细菌中有转化因子
R
S
加热杀死S型细菌
格里菲斯体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
第 3 章
基因的本质
（2）实验过程
艾弗里的体外转化实验
第 3 章
基因的本质
（4）实验结论：S型细菌的“转化因子”是DNA，即DNA是遗传物质
（3）实验分析
DNA
第3章 基因的本质
噬菌体侵染细菌的实验
2
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
（1）实验材料：T2噬菌体，大肠杆菌
（2）原理
结构：仅由蛋白质外壳 + 内部的遗传物质 DNA
代谢：只能寄生在大肠杆菌（活细胞）内生存
增殖：利用自身遗传物质和大肠杆菌的原料，何从新的噬菌体
（3）技术：同位素标记法
蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S
DNA 的组成元素：C、H、O、N、P
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
标记的DNA(32P)
未标记的蛋白质外壳
未标记的DNA
标记的蛋白质外壳（ 35S ）
DNA
DNA(32P)
蛋白质
蛋白质(35S)
★
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
未标记的蛋白质外壳
标记的蛋白质外壳（ 35S ）
标记的DNA(32P)
未标记的DNA (32P)
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
（3）实验过程
标记大肠杆菌
方法：分别用含有32P和35S的培养基培养大肠杆菌
标记噬菌体
方法：分别用含有32P和35S的大肠杆菌培养噬菌体
35S
噬菌体-蛋白质(35S)
32P
噬菌体-DNA (32P)
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
（3）实验过程
噬菌体侵染细菌
侵染：分别用含32P标记了DNA的噬菌体和含35S标记了蛋白质外壳的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间
搅拌：用搅拌器搅拌，使吸附于细菌上的噬菌体外壳与细菌分离
离心：上清析出重量较轻的噬菌体外壳，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
35S 标记
32P 标记
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
35S 标记
32P 标记
保温培养一段时间后，
搅拌并离心
侵染
侵染
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
细菌裂解
（3）实验过程
结果检测
用32P标记的噬菌体侵染时
上清放射性很低
沉淀物放射性很高
新形成的噬菌体检测到放射性
用35S标记的噬菌体侵染时
上清放射性很高
沉淀物放射性很低
新形成的噬菌体未检测到放射性
细菌裂解
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
35S 标记的噬菌体 32P 标记的噬菌体
大肠杆菌细胞外
大肠杆菌细胞内
子代噬菌体
结论 放射性高
无放射性
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
①噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌细胞内，而蛋白质外壳留在外面
② DNA 才是真正的遗传物质
噬菌体侵染细菌的实验
第 3 章
基因的本质
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
用35S标记的噬菌体沉淀物中含有放射性
用32P标记的噬菌体上清液中含有放射性
保温时间过短：有一部分噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性
保温时间过长：噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性
搅拌不充分：由少量含35S的噬菌体吸附在大肠杆菌表面，随着细菌离心到沉淀物总
DNA
第3章 基因的本质
烟草花叶病毒侵染实验
3
第 3 章
基因的本质
烟草花叶病毒侵染实验
（1）实验材料：
材料：烟草花叶病毒
特点：①由RNA和蛋白质组成
②侵染烟草叶片进行繁殖
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
得到全新病毒
不能得到病毒
患病
第 3 章
基因的本质
烟草花叶病毒侵染实验
（2）实验过程
分离实验
不患病
烟草花叶病毒重建实验
第 3 章
基因的本质
TMV A
TMV B
TMV A
TMV B
提取
组装
侵染
感染
提取
提取
组装
侵染
感染
提取
（2）实验过程
交换实验
各类生物的遗传物质
第 3 章
基因的本质
（3）实验结论
烟草花叶病毒：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
生物的遗传物质：绝大多数生物，包括具有细胞结构的生物和大部分的病毒的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
生物类型 核酸种类 遗传物质
有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA
原核生物 无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA RNA病毒 RNA RNA
各类生物的遗传物质
第 3 章
基因的本质
总结
一切生物的遗传物质都是核酸（不考虑朊病毒）
凡细胞生物（无论真核生物还是原核生物），既有DNA也有RNA，其遗传物质都是DNA
DNA病毒的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA
艾弗里和赫尔希，蔡司的实验证明DNA是遗传物质，而非“主要的”遗传物质。格里菲斯的实验则没有关于遗传物质的结论
科学方法
第 3 章
基因的本质
加法原理
在对照实验中，控制自变量可采用“加法原理”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”。
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 FeCl3 溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
加法原理的概念
加法原理的举例
科学方法
第 3 章
基因的本质
减法原理
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“加法原理”。
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”。
减法原理的概念
减法原理的举例