3-1DNA是主要的遗传物质(教学课件)-高中生物学人教版(2019)必修二(共24张PPT)

(共24张PPT)
基因在染色体上，
DNA 和蛋白质，
争论、合作共奏DNA的交响乐。
第1节DNA 是主要的遗传物质
蛋白质
科学家发现： 染色体的主要 组成成分是
DNA 和蛋白
质
提出基因在染 色体上的假说
DNA
萨顿
摩尔根
提出“遗传因 子”,并总结 遗传规律
把“遗传因子” 命名为基因
遗传物质的探索
孟德尔
工
实验证明
基因位于 染色体上
蛋白质
约翰逊
染色体
问题棵衬
1、 你认为遗传物质可能具有什么特点
能储存大量的遗传信息
能自我复制
分子结构相对稳定
2、 你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些
将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等。
蛋白质和DNA 谁是遗传物质
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。
蛋白质是生物体的
遗传物质。
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。
一 、对遗传物质的早期推测
蛋白质是遗传物质的观 点 占主导地位。
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
○ 噬菌体侵染细菌的实验
赫尔希
○ 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
格里菲思
艾弗
蔡斯
里
项目 S型细菌
R型细菌
菌落 表面光滑(smooth)
表面粗糙(rough)
菌体 多糖 的荚
类
膜
有无致病性 有
无
二、肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的实验(体内转化实验)
实验材料：
肺炎链球菌
小鼠死亡，从小鼠体 内分离出S 型活细菌 将R型活细菌 与加热致死的 S 型细菌混合
小鼠不死亡 第三组
小鼠死亡，从小鼠体
内分离出S 型活细菌
第四组
加热杀死的S型细菌 R型活细菌
S 型活细菌
分析实验对照：
第一组和第二组对照，说明
R型菌无毒性而S型菌有毒性。 第二组和第三组对照，说明
S 型菌加热杀死后无毒性
第四组小鼠死亡是由于体内有 S型活细菌，那么S型活细菌是 怎么来的
结合第一、二、三、四组 对照，格里菲思推论：已经被 加热杀死的S型细菌中，必然 含有“ 转化因子”。
将加热致死的S 型菌破碎后，首先设法去除绝大部分糖类、蛋白 质
和脂质，制成细胞提取物，然后作用于R 型细菌，观察作用
多糖
→脂 质
→蛋白质
RNA
DNA
多糖
脂质蛋白质
RNA DNA
这种转化因子究竟是什么物质呢
S型细菌
思路：
第一组 第二至第四组 第五组
讨论1 :过弗塑菌典疆络楚神班能梅僻些戒是什么
蛋白厨才是使R型强菌产坐稳定遗传变化的物质。
2、艾弗里(0 .Avery, 美 国 ) (体外转化实验)
蛋白酶(或RNA酶、酯酶) DNA酶
S型 细菌 的细 胞提 取液
S型 细菌 的细 胞提 取液
S型 细菌 的细 胞提 取液
有R型 细菌 的培 养基
有R型 细菌 的培 养基
有R 型 细菌 的培 养基
R型细菌 S 型细菌
R 型细菌 S 型细菌
十
混合
只长R 型细菌
十
混合
十
混合
分别与R型细菌混合培养
R型 、S型 R型 、S型 R型 、S型
结论：DNA 才是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质
实验过程归纳
处理
酯酶
S型细菌的细胞提取物
R型 、S型
DNA 酶
RNA 酶
蛋白酶
不 处 理
R型
已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化
的活性物质——转化因子
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。
总结：肺炎链球菌的体内和体外转化实验
DNA 是 遗 传 物 质 。
艾弗里实验的结论是什么
格里菲思实验的结论是什么
实验结论：
三 、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希 (A.D.Hershey) 和蔡斯 (M.C.Chase)
以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行实验。
T2 噬菌体一种专门寄 生在大肠杆菌体内的 DNA 病毒。头部和尾 部的外表是由蛋白质
构成，头部内含有
DNA。
蛋白质
尾部
头部
DNA
1、实验思路
将DNA和蛋白质分开，直接地单独地去观察它们各自的作用。
2、实验方法
放射性同位素标记法。
思 考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开 为什么
主要组成元素
C、H、0、N、P
主要组成元素
C、H、0、N、S
噬菌体侵染细菌的动态过程
吸附 注入 合成 组装 (裂解)释放
侵入别的细菌
作用下，利用大肠杆菌体内的物质合 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
吸附 释放
侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质
杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
组装
合成
注入
如何单独获得只有35S或32P标记的噬菌体
标记噬菌体方法：直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体
1、先培养细菌
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
2、再培养噬菌体
分别用上述大肠杆菌培养T 噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
菌体
含放射性同位素32P
培养大肠杆菌
大肠杆菌32P
培养噬菌体
T2噬菌体32P
DNA 带放射性
含放射性同位素35s
培养大肠杆菌
大肠杆菌35s
培养噬菌体
T2噬菌体35s
蛋白质外壳带放射性
结果说明：
侵染的大肠杆菌时T 噬菌体 的蛋白质外壳留在细胞外
上清液的
放射性很高
沉淀物的
放射性很但
细菌裂解
离心的目的：
让上清液中析出T 噬菌体 颗 粒 ，沉淀物中留下被侵染 的大肠枉菌
搅择后离心
35S标记的噬菌
体与细菌混合
搅拌的目的：
使吸附在细菌上的
噬菌体与细菌分离
在搅拌器中搅拌、离心，检测上清 液和沉淀物中的放射性物质
在新形成的噬 菌体中没有检 测到3 s
用标记的噬菌体侵 染未标记的细菌
噬菌体分别被 35s 标记
3S 标记的 噬菌体
离心后
上清液的
放射性很低
沉淀物的 放射性很高
细菌裂解
搅拌后离心
结果说明：
侵染的大肠杆菌时T 噬菌 体的DNA进入细菌的细胞中
在搅拌器中 搅 拌 、离心，检测上清
液和沉淀物中的放射性物质
在新形成的部 分噬菌体中检 测到 p
用标记的噬菌体侵
染未标记的细菌
3P 标记的噬菌 体与细菌混合
噬菌体分别被 P 标记
32P标记的 噬菌体
离心后
实验结论
在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA ,
而不是蛋白质。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，DNA 才是噬菌体的遗传物质。
实验结论：DNA是遗传物质
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
(1) 个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，
只有核酸和蛋白质外克，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功 能的变化。(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。
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
从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种
物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。 最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的其它物质。
思考·时论
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： 细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定
技术等。
赫尔希采用的主要技术手段： 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。
启 示 ：科学成果的取得必须有技术手段作保证，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。
加识招展
四、RNA 是遗传物质的实验证据
1、烟草花叶病毒侵染实验
左：正常烟叶右：病叶
烟草花叶病毒
四 、RNA 是遗传物质的实验证据
蛋白质
分别侵染健康
烟草植株
得到全新病毒
不能得到病毒
不患病
患病
RNA
RNA病毒—→遗传物质是
RNA
绝大多数生物的 遗传物质是DNA
课堂小结
遗传物质是
DNA
细胞生物含有DNA和RNA
DNA是主要的遗传物质
生物的遗传物质
病毒含有
DNA或 RNA
DNA 病 毒