3.1DNA是主要的遗传物质课件(共40张PPT)2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

(共40张PPT)
第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
第一课时
DNA
蛋白质
染色体
20世纪中叶，科学家发现染色体由DNA和蛋白质组成，并开始了对遗传物质的探索历程。
请推测遗传物质可能具有什么特点？
可以准确复制，并传递给子代
控制性状的表现
能够储存大量的遗传信息
结构稳定
(结构多样性）
项目 S型细菌 R型细菌
荚 膜
菌落表面
有无毒性
有
光 滑
有
无
粗 糙
无
二、 肺炎链球菌的转化实验
实验材料:肺炎链球菌（阅读课本43页第2段）
小鼠不死亡
小鼠死亡，
体内分离出S型活菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，
体内分离出S型活菌
S型活菌
R型活菌
加热致死的S型菌
R型活菌与加热致死的S型菌
二、 肺炎链球菌的转化实验
1.过程与结果
（一）肺炎链球菌的体内转化实验
——格里菲思
第一组
第二组
第三组
第四组
Q1:加热致死的S型细菌会不会导致小鼠死亡？ Q2:为什么第四组实验的小鼠死亡，并从其体内分离出S型活细菌？ Q3:格里菲思实验的推论是什么
已经加热致死的S型细菌中，必然含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
2.格里菲思推论：
二、 肺炎链球菌的转化实验
（一）肺炎链球菌的体内转化实验
——格里菲思
Q3:格里菲思实验的推论是什么
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
思考：在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
找出转化因子是什么物质，进一步研究关键思路是什么
二、 肺炎链球菌的转化实验
思路：
1.实验思路
——艾弗里
（二）肺炎链球菌的体外转化实验
设法逐步去除S型细菌的各组分，分别与R型活菌混合培养，观察其是否具有转化活性
二、 肺炎链球菌的转化实验
二、 肺炎链球菌的转化实验
3.实验结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
结果：
【任务一】观察教材P44的内容和实验示意图，你能得出结论从哪几组实验对比得到？
【例题】某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠②S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 。
死亡、存活、存活、存活
有没有比细菌更为简单的实验材料？
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体病毒模式图
T2 噬菌体是一种专门寄生于大肠杆菌体内的病毒，它的主要组成部分是蛋白质壳体和 DNA分子；其侵染过程是先吸附在大肠杆菌上，随后向大肠杆菌注入自身遗传的物质，利用大肠杆菌体内的物质来再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，释放出大量子代噬菌体。
资料：
1.探究T2噬菌体的遗传物质的关键实验思路是：
2.如何追踪蛋白质和DNA的去向？分几组实验？
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
哪种物质进入细菌作为遗传物质？
蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
同位素标记法
第1组：用 标记蛋白质
第2组：用 标记DNA
32 P
35 S
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
1、提出问题
哪种物质进入细菌作为遗传物质？
①DNA进入细菌作为遗传物质
②蛋白质进入细菌作为遗传物质
③DNA和蛋白质共同进入细菌作为遗传物质
2、提出假设
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
1、提出问题
2、提出假设
3、演绎推理
Q：带标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，如何判断放射性物质所在的位置？
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
请预测三个假设的实验结果，并完成表格
1、提出问题
2、提出假设
3、演绎推理
遗传物质 假设DNA进入细菌 假设蛋白质进入细菌 假设DNA和蛋白质共同进入细菌
分析放射性 上清液 沉淀物 子代 上清液 沉淀物 子代 上清液 沉淀物 子代
标记35S组
标记32P组
Q：如何进一步证明噬菌体在繁殖过程中将DNA传递给后代？
检测子代噬菌体的放射性
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
4、实验验证得出结论
1、提出问题
2、提出假设
3、演绎推理
赫尔希与蔡斯的实验结果：
沉淀物的
放射性很高
上清液的
放射性很低
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很高
35P标记的噬菌体侵染细菌
35S标记的噬菌体侵染细菌
结论：噬菌体的DNA进入了细菌内部，而蛋白质外壳仍留在细胞外部。也就是说,子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传给后代的。因此DNA是遗传物质。
结论：
烟草花叶病毒（TMV）具有蛋白质外壳和RNA，1957年格勒和施拉姆，做了烟草花叶病毒感染烟草的实验，如图所示：
四、烟草花叶病毒对烟草的感染与重建
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞 生物 真核生物 酵母菌
原核生物 细菌
非细胞生物 大多数病毒 T2噬菌体
少数病毒 HIV、
烟草花叶病毒
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
DNA
仅DNA
仅RNA
DNA
RNA
以下为生物体内核酸的种类和遗传物质：
任何生物的遗传物质 种。
只要有细胞结构，遗传物质 。
无细胞结构（病毒）的遗传物质是 。
只有一
就是DNA
DNA或RNA
综上所述，绝大多数生物的遗传物质是 ；少数病毒的遗传物质是 ，因此, 是主要的遗传物质。
DNA
RNA
DNA
【小结】
流感病毒
艾滋病病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
第二课时
实验结论
综上所述，绝大多数生物的遗传物质是 ；少数病毒的遗传物质是 ，因此, 是主要的遗传物质。
S菌存在“转化因子”
DNA是遗传物质
RNA是遗传物质
DNA
RNA
DNA
都不能证明DNA是主要的遗传物质
复习回顾
大本48：(5)豌豆的遗传物质主要是DNA。( )
大本52：RNA是TMV的主要遗传物质？
噬菌体将 注入细菌， 留在细菌外。侵染到细菌体内的噬菌体，以自己的DNA为模板，以__________________________为原料，复制出许多的_______________________。在这些DNA指导下以____________________为原料合成噬菌体的________________
DNA
蛋白质外壳
细菌体内的脱氧核苷酸
子代噬菌体的DNA
细菌体内的氨基酸
蛋白质外壳
2、噬菌体侵染细菌的过程
1、噬菌体的标记
·
不行，噬菌体营寄生
如何使噬菌体带上放射性标记呢？能否用培养基标记噬菌体？
①先标记细菌
——即分别用含有35S/31P的培养基培养大肠杆菌
②用未标记的噬菌体侵染已标记的细菌
（记）
侵染大肠杆菌
（35S/31P）
合成子代噬菌体
裂解大肠杆菌
子代T2噬菌体
（35S/31P）
亲本T2噬菌体
大肠杆菌
赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
3、实验误差分析
Q1：短时间培养的目的？搅拌的目的？离心的目的？ Q2：实验结果中上清液和沉淀物分别是什么？ Q3：用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？ Q4：用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
①培养时间太短，还有DNA未注入大肠杆菌
②培养时间太长，细菌已经裂解导致上清液有放射性
A
2.噬菌体侵染细菌繁殖形成的子代噬菌体(　　)
A.含有细菌的氨基酸，都不含亲代噬菌体的核苷酸
B.含有细菌的核苷酸，都不含亲代噬菌体的氨基酸
C.含有亲代噬菌体的核苷酸，不含细菌的氨基酸
D.含有亲代噬菌体的氨基酸，不含细菌的核苷酸
B
大本51
【例1】某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌；
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；
③用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；
④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。
以上4个实验，保温一段时间后离心，检测到放射性的主要部分是(　　)
A.沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物
B.沉淀物和上清液、上清液、上清液、上清液
C.沉淀物、沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
D.沉淀物和上清液、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
A
C为蛋白质和DNA都有的元素
标记的为细菌，细菌在沉淀物中
标记的为细菌，细菌在沉淀物中
上清液主要为噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要为大肠杆菌
噬菌体的DNA会侵入到细菌中
标记的DNA侵入到细菌中
【例2】根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为 RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内的遗传物质不发生变异，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出：（1）实验思路；（2）预期实验结果及结论。要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组（补充说明：RNA中含有特定碱基U；而DNA中含有特定碱基T；）
.(2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出：(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案　(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。
2023/12/9
2023/12/9
【例3】艾弗里在探索肺炎双球菌遗传物质的实验中，很好的设计了“加法”实验和“减法”实验，请回答下列问题：（1）艾弗里在培养R型肺炎双球菌的培养基中分别加入了分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质等物质，属于 原则。
（2）艾弗里他在培养R型肺炎双球菌的培养基中除了加入分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA之外，还同时加入了DNA水解酶，特异性 某种物质，属于 原则。
加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素
减法原理：与常态相比，人为去除某种影响因素
科学方法
转化的实质：
S型菌-DNA和R型菌-DNA 基因重组
补充：肺炎双球菌的转化实验
小鼠死亡
加热杀死的S型菌和R型活菌混合
小鼠体内分离出S型活菌
实验的过程：标记→培养→搅拌→离心→检测
③ 赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：
①培养噬菌体；②35S和32P标记噬菌体；
③放射性检测；④离心分离。
实验步骤的先后顺序为 ( )
　A.①②③④
B.④②①③
C.②①④③
D.②①③④
C
④
动画
34
⑤ 根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：
① 上清液和沉淀物中的成分分别是 和 ，原因是： 。
② 进入细菌体内的是噬菌体的 ,依据是： 。
④ T2噬菌体复制所需原料来自 ，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是 。
噬菌体
大肠杆菌
噬菌体较轻，而大肠杆菌相对较重
DNA
32P组沉淀中放射性高
而35S组上清中放射性高
大肠杆菌
大肠杆菌的核糖体
32P标记组：培养时间越长，含32P的子代噬菌体比例越低（ ）
32P标记组：子代噬菌体只有部分带有32P（ ）
√
√
1.甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为（ ）
D
【练习】
【典例训练3】下列关于生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A.人体内的遗传物质主要是DNA
B.肺炎双球菌的遗传物质主要分布在染色体上
C.大肠杆菌的遗传物质中含有硫元素
D.烟草花叶病毒的遗传物质水解后产生4种核糖核苷酸
D
对于某种生物而言，遗传物质没有主次之分，核酸有两种，但遗传物质是DNA
原核生物
拟核
DNA所含有的元素是C、H、O、N、P
RNA
4、蛋白质不是遗传物质的原因之一是
A、它的含量很少 B、它不能自我复制
C、它与新陈代谢无关 D、它的种类很多
5.DNA主要存在于细胞核中，RNA只要存在于细胞质中，所以细胞核的遗传物质是DNA，而细胞质的遗传物质是RNA（ ）
1.探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质，当时人们的判断理由不包含
A.蛋白质是构成生物体的重要物质
B.不同生物的蛋白质在结构上存在差异
C.蛋白质与生物的性状密切相关
D.蛋白质氨基酸的排列顺序变化多端可以储存大量遗传信息
解析　蛋白质是构成生物体的重要物质，不能说明蛋白质是遗传物质，A错误。
√
1
2
3
4
5
6
2.如图所示，在肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4号四支试管中，加入相应的物质，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是
A.3和4
B.1、3和4
C.2、3和4
D.1、2、3和4
√
解析　R型菌的转化效率很低，只有极少数R型菌会被S型菌的DNA侵入并发生转化，培养基中的大量S型细菌大多是由转化后的S型菌繁殖而来的。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
B组　综合强化练
11.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
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18