必修2 第三章第1节 DNA是主要的遗传物质(共28张PPT)

(共28张PPT)
19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 控制的
遗传因子（基因）
20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于 上。
染色体
DNA
蛋白质
染色体
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由 组成。
蛋白质和DNA
蛋白质和DNA，
谁是遗传物质
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
讨论：
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
结构和性质稳定、具有多样性、能储存大量的遗传信息、可以准确地复制、传递给下一代等。
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质的基本组成单位是：
氨基酸（20种）
蛋白质的结构具有多样性原因：
氨基酸的种类繁多、数目成千上万、排列顺序千差万别
肽链盘曲折叠的方式及空间结构千变万化
A
T
G
C
蛋白质是遗传物质的理论仍占主导
二、肺炎链球菌的转化实验
美国微生物学家艾弗里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，而艾弗里的实验又是在英国微生物学家格里菲思的实验基础上进行的。
艾弗里.美
格里菲思.英
1、肺炎链球菌
真菌还是细菌？
实验结论：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型活菌的活性物质——转化因子。
2、格里菲思肺炎双球菌体内转化实验
思考1：转化因子有什么特点？
结构稳定
引起变异
S型活菌
S型活菌
思考2：如何找出转化因子？
转化因子
多糖
脂类
蛋白质
RNA
DNA
3、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里及其同事的实验设计思路：
将S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。然后分别用不同的酶除去细胞提取物中少部分的蛋白质、脂质和RNA等物质，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。
讨论实验结论：
（1）第二至5组加入酶的作用是什么？
（2）第一至四组实验说明什么？
（3）第五组实验能说明什么？
蛋白质、RNA、脂类等不是转化因子
DNA具有转化活性，是转化因子
去除相应物质，从而排除或确定该物质的作用
思考：肺炎链球菌的转化实验用了什么实验方法？
对照实验
控制自变量的原则：加法原则和减法原则（P46)
艾弗里的实验中用到了什么技术？
你认为艾弗里实验最大的困难是什么？
人们为何对艾弗里实验仍有质疑？
与常态相比，人为增加或者去掉某种影响因素。
艾弗里提出的观点是什么？
DNA才是使R型细菌产生稳定变化的物质
三、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以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。
T2噬菌体模式图
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。它的遗传物质进入大肠杆菌，能在大肠杆菌细胞内大量繁殖，使大肠杆菌裂解死亡。
T2噬菌体吸附在大肠杆菌表面
放射性同位素标记法是指在生物实验中利用放射性同位素标记某一特定物质，然后利用自显影技术或液体闪烁计数器等射线测量、分析、记录仪器进行追踪的方法，它是同位素标记法的一种。
用哪种元素标记T2噬菌体的DNA和蛋白质？
T2噬菌体模式图
用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，
用32P标记另部分噬菌体的DNA。
P元素只存在于DNA中
S元素只存在于DNA中
放射性自显影技术只能检测到放射性，无法确定元素种类
蛋白质在上清液未侵入细菌
DNA侵入了大肠杆菌
蛋白质没有传递给子代
DNA传递给了子代
搅拌使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离
离心后析出的上清液中是噬菌体残留，沉淀中是被侵染的大肠杆菌
短时间保温，使噬菌体侵入细菌
该实验说明了什么？
描述一下噬菌体侵染细菌的过程是怎么样的？
DNA是噬菌体的遗传物质
吸附--侵入--合成--组装--释放
思考：
1、噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入了大肠杆菌内，蛋白质外壳留在了外面。大肠杆菌裂解后，释放的噬菌体却同原来的噬菌体具有着一样的蛋白质外壳？子代噬菌体的蛋白质的来源是什么？
子代噬菌体的蛋白质外壳是在自身DNA的指导下，利用大肠杆菌的物质合成的。
DNA可以复制（传递遗传信息）
指导蛋白质的合成（控制性状）
2、如何制备具有放射性的噬菌体？
先用放射性物质培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌
提示：细菌可以直接利用外界物质合成自身
3、一个噬菌体的DNA侵染大肠杆菌后在大肠杆菌细胞中形成了无数相同的子代噬菌体，这表明遗传物质有什么功能？
生物的遗传物质都是DNA吗？
烟草花叶病毒（TMV）：能够感染烟草
被病毒感染的烟草叶片
四、烟草花叶病侵染烟草实验
谁会是TMV的遗传物质呢？该如何证明呢？
实验思路：
TMV
（烟草花叶病毒）
蛋白质
RNA
将蛋白质与RNA分离，单独观察
实验结论：RNA是TMV的遗传物质
总结
大多数生物（细胞生物和DNA病毒）以 为遗传物质，
少数生物（RNA病毒）以 为遗传物质，
所以 是一切生物的遗传物质，
是主要的遗传物质。
蛋白质 （是，不是）遗传物质。
DNA
RNA
核酸
DNA
不是
1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：（1）个体很小，结构简单，容易看出遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快，细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
思考·讨论
2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
实验设计思路是单独研究DNA、蛋白质、糖类等物质在特化中的作用。艾弗里分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶去除S型细菌提取物中的蛋白质、RNA和脂质，由于这些不能将相应的物质全部分解，因此去除得不彻底，不能完全排除这些物质在转化中的作用。
3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术，物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希等人采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持相互促进的。
1.下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )
A.T2 噬菌体是寄生在所有细菌体内的DNA
B.实验都利用了放射性同位素标记法
C.都能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D.实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开病毒
2．用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌解体后含32P的是（ ）
A．子代噬菌体DNA
B．子代噬菌体所有部分
C．子代噬菌体蛋白质外壳
D．子代噬菌体不含32P
［学习自测］
A
D
3、某科学家用噬菌体侵染大肠杆菌，并用同位素32P和35S作了如下标记：
（2）子代噬菌体的外壳上将会含有上述___ 元素,原因是 。
（1）子代噬菌体的DNA分子中将会含有上述的____ 元素,原因 是 。
子代噬菌体的DNA分子进入了细菌内,
并利用细菌的原料合成新的噬菌体。
子代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。
32P 和31P
35S