3.1 DNA是主要的遗传物质 课件（共25张PPT）

(共25张PPT)
DNA是主要的遗传物质
一 学习目标
DNA是主要的遗传物质
1、掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；
2、掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论
3、体验探究生物遗传物质的实验思路
4、感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用，培养社会责任感
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
2
把“遗传因子”命名为基因
3
提出基因在染色体上的假说
4
实验证明基因位于染色体上
科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质
5
一、遗传物质的探索
对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
没发现其他大分子有类似的结构特点。
20世纪30年代
人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。
蛋白质是生物体的
遗传物质。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
任务一：肺炎链球菌的转化实验
格里菲思
多糖
荚膜
S型细菌
R型细菌
光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
1928年，格里菲思用两种不同类型的 肺炎链球菌 去感染小鼠，做了肺炎链球菌的体内转化实验。
粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
第二组
注射R型活细菌
小鼠不死亡
第一组
小鼠死亡，
分离出S型活细菌
注射S型活细菌
小鼠不死亡
第三组
注射加热致死的S型细菌
小鼠死亡，
分离出S型活细菌
第四组
R型活细菌+
加热致死S型细菌
①对比第一、二组的实验现象，这说明了什么？
S型活细菌会使小鼠死亡。
②第四组小鼠为什么会死亡呢？
体内有活的S型细菌。
③第四组活的S型细菌如何出现？
活的R型细菌转变成了活的S型细菌。
④什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。
结论:S型死菌中含有一种“转化因子”，能使R型菌 转化为S型菌使小鼠致死。
R
+
S
活R
死S
小鼠死亡
S
活S
这种转化因子究竟是什么物质呢？
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA……
S型细菌
关键思路：能够单独的观察S型细菌的各种物质作用。
体外转化
实验
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？
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
为什么要添加不同类别的酶？
1、艾弗里的实验证明了什么？
2、该实验的设计遵循哪些原理？哪一组为对照组？哪一组为实验组？在实际操作过程中最大的困难是什么？
艾弗里的体外转化实验证明了DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。（同时证明了蛋白质等不是遗传物质）
遵循单一变量原则和对照原则。对照组为第一组，其余组为实验组。最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）
任务二：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
（eg. 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
（eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验）
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的技术，完成了另一个有说服力的实验。
思考：
有没有更好的材料、更好的方法能分别证明它们的作用呢？
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
任务三：噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体
大肠杆菌
细菌病毒，专门寄生在大肠杆菌
侵入别的细菌
注入
复制、合成
吸附
组装
释放
噬菌体侵染细菌的过程
噬菌体侵染细菌电镜复原照片
根据T2噬菌体的结构（只含DNA和蛋白质）和增殖特点你们认为注入的物质有几种可能呢？
思考：DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素分别对DNA和蛋白质进行放射性标记？
思考：可以直接标记噬菌体吗？
尾部
头部
DNA
蛋白质
(C、H、O、N、P )
(C、H、O、N、S )
32P
35S
1、制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
离心
含35S培养基
含35S细菌
噬菌体侵染含35S细菌
含35S噬菌体
含32P培养基
含32P细菌
噬菌体侵染含32P细菌
含32P噬菌体
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体
噬菌体侵染细菌的（赫尔希和蔡斯）实验过程
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
被35S标记的噬菌体
被32P标记的噬菌体
说明： T2噬菌体侵染细菌时，将 注入细菌的细胞内，蛋白质外壳留在仍留在外面。
离心
离心
DNA
噬菌体侵染细菌的（赫尔希和蔡斯）实验结果
DNA才是噬菌体的遗传物质。
搅拌
不充分
理论上
上清液
沉淀物
实际上
①35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？
上清液
沉淀物
保温
时间短
未来及侵染
理论上
实际上
②32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？
误差分析
目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。
思考： 只有DNA是遗传物质吗？
下面这些生物的遗传物质是什么？
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
新型冠状病毒
任务四：RNA是遗传物质的实验证明
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
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
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒（TMV）
患病
不患病
任务五：归纳不同生物体的遗传物质
生物类型 核酸种类 遗传物质 实例
有细胞结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 玉米、小麦、人
原核生物 乳酸菌、蓝藻
无细胞结构的生物 DNA病毒 DNA DNA T2噬菌体
RNA病毒 RNA RNA 烟草花叶病毒
绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数生物的遗传物质是 。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
课堂小结
01
肺炎链球菌的转化实验
02
噬菌体侵染细菌的实验
03
RNA是遗传物质的实验证明
04
DNA是主要的遗传物质