生物人教版（2019）必修2 3.1DNA是主要的遗传物质（共26张ppt）

(共26张PPT)
课程标准要求 核心素养对接 学业质量水平
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上 1.生命观念——从分子水平上，利用结构与功能观，分析DNA适合作为遗传物质应具备的特点。 水平一
2.科学思维——运用归纳与概括的方法，分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建实验，归纳出其在实验思路上的共同点。 水平一
3.科学探究——从选材、原理、方法、步骤、结果、结论和设置对照的方式等多个角度理解相关实验，学会同位素标记病毒的基本方法和原理。 水平二
4.科学思维——分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建实验的实验结论，归纳概括出DNA是主要的遗传物质。 水平一
第1节DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代,人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的 ________。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着 ____________。
蛋白质
遗传信息
当时大多数科学家认为：________是遗传物质。
蛋白质
我们知道基因在染色体上，染色体是遗传物质的主要载体，但组成他的主要成分有DNA和蛋白质，哪一种是遗传物质呢？
2、20世纪30年代，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到 ____的重要性，但是由于人们对DNA的结构没有清晰的了解，认为 _______是遗传物质的观点仍占主导地位
蛋白质
DNA
资料：菌落是由一个微生物细胞经过繁殖而产生的肉眼可见的子细胞群体，可根据菌落的大小、形态、颜色等特征鉴别微生物的种类。
二、肺炎链球菌转化实验
菌落 荚膜 致病性（毒性）
R型细菌 粗糙
S型细菌 光滑
1、两种肺炎链球菌的比较
无
有
Smooth
rough
首先通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的是谁？
美国微生物学家艾弗里
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主细胞内生活并繁殖。（见课本43页右上角相关信息）
无多糖荚膜
有多糖荚膜
不死亡
死亡
S型活细菌
不死亡
死亡
S型活细菌
（4）结论：加热杀死的S型细菌中含有 ，将R型活细菌转化为 。
转化因子
S型活细菌
2、格里菲思转化实验(体内转化)
第四步死亡的小鼠体内又分离出活的S型细菌，怎么解释？
细菌体内既有DNA也有蛋白质，如何设计一个实验来确定转化因子到底是哪一种物质呢
还有R型细菌
R型细菌无毒性
S型细菌有毒性
加热杀死的S型细菌毒性消失
（2）实验原则：
（3）实验用到的技术：
（1）过程：
S型细菌
的细胞提
取物
蛋白
依次去掉蛋白质、RNA、脂质，看细胞提取物是否还有转化活性
加酶有何作用？
制备S型细菌的细胞提取物：破碎细菌后，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质
3、艾弗里的体外转化实验
DNA
DNA
DNA
R型细菌
证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
R型菌转化成S型菌，这种变异的原因是？
S型菌的DNA片段进入R型细菌内整合到R型细菌DNA分子上，使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌，这种变异是基因重组造成的
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
分别与R型活细菌混合培养
R R R R R S
S型活细菌
R S
多数
少数
DNA的纯度越高，转化就越有效。
附：艾弗里转化实验(加法原理)
实验过程及现象
分离 提纯
实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子
证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
有人质疑:提取的DNA中仍含有0.02%的蛋白质,不能排除蛋白质的作用，如何应对他人的质疑？
DNA+DNA酶
R
【科学方法】　自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”
(1)加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“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，就是利用了“加法原理”。
(2)减法原理：与常态比较，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，就是利用了“减法原理”（见课本46页）
【易错提示】
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌；
(2)由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性；
三、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验
用不同的放射性同位素
3 2P和35S分别标记DNA和蛋白质
蛋白质
DNA
大肠杆菌
大肠杆菌
裂解
大肠杆菌
35S
35S
离心
高
低
35S
32P
32P
搅拌
离心
低
高
32P
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
说明蛋白质外壳没有进入细菌
35S蛋白质
32P标记DNA
说明DNA进入了细菌
很高
很低
DNA
蛋白质外壳
DNA
DNA
此实验能证明蛋白质不是遗传物质吗？
思考：1、为什么要用35S和32P分别标记蛋白质和DNA？用14C和18O等标记行吗？
硫仅存在于蛋白质分子中,磷主要存在于DNA分子中。分别用35S和32P作为标记元素，可单独分析两者是否具有遗传效应。C和O在蛋白质和DNA中都有。
35S
32P
35S的大肠杆菌
32P的大肠杆菌
35S
32P
2、为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
因为噬菌体只能寄生在活细胞内，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体
35S和32P同时标记在一个噬菌体上，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。因为在放射性检测时，只能检测到放射性的存在部位和放射性强弱，而不能检测到是何种元素的放射性。
3、能否用32P和35S同时标记噬菌体？
4、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，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。
5、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？
(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。
若保温时间过短或过长，对第一组实验结果会产生什么影响？
若搅拌不彻底，对第二组实验的结果又会产生什么影响
噬菌体侵染细菌的动态过程：
侵入别的细菌
注入
合成
组装
释放
吸附
吸附
注入
合成
释放
组装
注入宿主细胞内的T2噬菌体的DNA，消耗宿主细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸，指导宿主细胞合成T2噬菌体的DNA和蛋白质。
DNA作为遗传物质应具备的特点包括：
①结构比较稳定；
②能够精确地自我复制，保持一定的连续性；
③能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程。
④具有储存大量的遗传信息的能力。
由肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验可知，作为遗传物质应具备哪些特点？（课本47页应用2）
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P，少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P，多数32P
D 全部有 全部35S 少数32P，多数31P
例 1：以含(NH4)35SO4、KH31PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是(　　)
D
例2．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)
A．在含有35S或32P的普通培养基中直接培养病毒
B．将被35S或32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过实验放射性的分布判断遗传物质是蛋白质还是DNA
C．用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌，保温时间过长或过短，都会导致上清液中出现放射性
D．用含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中放射性比正常情况下低
C
1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只由 和 组成)。
蛋白质
RNA
不感染病毒
RNA
感染病毒
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
RNA
蛋白质
四、生物的遗传物质
(2)实验过程
2．DNA是主要的遗传物质
一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。
项目 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA DNA RNA
结论：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
(1)DNA是所有生物的遗传物质(　　)
(2)酵母菌的遗传物质主要是DNA(　　)
(3)病毒的遗传物质是DNA或RNA(　　)
(4)艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA(　　)
判断正误：
×
×
×
√
深化探究：
提示　6种；分别是A、G、C、U、核糖、磷酸。
2．烟草花叶病毒的核酸彻底水解可以得到几种小分子物质？分别是什么？
提示　分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
3、下列关于遗传物质的说法，错误的是(　　)
①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA　④细胞质中的遗传物质是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③ B.②③④
C.②④⑤ D.③④⑤
4、下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A.大肠杆菌的遗传物质是DNA而非RNA
B.酵母菌的遗传物质分布在染色体、叶绿体和线粒体中
C.烟草花叶病毒的遗传物质含有硫元素
D.HIV的遗传物质初步水解产生4种核糖核苷酸
C
AD
随堂检测
1.艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中没有光滑菌落产生的是(　　)
A.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋RNA酶
B.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶
C.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋酯酶
D.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋DNA酶
D
2、用3H、15N、35S标记T2噬菌体后，让其侵染普通大肠杆菌，下列对此分析正确的是(　　)
A．只有噬菌体的蛋白质被标记，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
C
3、赫尔希和蔡斯通过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分别标记噬菌体；③放射性检验；④离心分离。实验步骤的先后顺序为(　　)
A．①②④③ B．④②①③
C．②①④③ D．②①③④
4、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是(　)
A．在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B．在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C．在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D．在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
C
A
5．如图所示，两种不同的植物病毒甲、乙，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　)
D
6．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中，正确的是（多选）(　　)
A．用35S标记的噬菌体进行实验时，若沉淀物的放射性较高，可能是搅拌不充分所致
B．用32P标记的噬菌体进行实验时，若上清液的放射性较高，可能是保温时间过长所致
C．噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质和DNA被完全分开
D．为获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养未标记的噬菌体
ABC
组别 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
步骤一 不加酶 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶
步骤二 有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物，混合培养 7.下表为艾弗里的肺炎链球菌转化实验过程，请据图回答：
(1)表中第二组，向含有R型细菌的培养基和S型细菌的细胞提取物的混合物中，加入蛋白酶，进行混合培养，后代中的细菌类型为________型。
(2)表中第五组，向含有R型细菌的培养基和S型细菌的细胞提取物的混合物中，加入DNA酶，进行混合培养，后代中的细菌类型为________型。
(3)表中能发生转化的是第___________________组。
(4)该实验说明：_________________________________________________
DNA是该生物的遗传物质，蛋白质等其他物质不是该生物的遗传物质
R和S
R
一、二、三、四