高中生物人教版（2019）必修二课件： 3.1 DNA是主要的遗传物质(共56张PPT)

(共56张PPT)
DNA是主要的遗传物质
分裂精子
分裂卵(N细) 胞
通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程 的学习，认识到染色体在生物的传种接代中具 有重要作用
染色体的化学成分主要是蛋白质和 DNA 那么在 这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢
(2N) 分裂(
2N)
代
雄体
(2N)
雌体
(2N)
受 精
作用
有丝子
受精卵
亲 代
减数
减数
(N)
提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗 传信息，可以准确地复制出拷贝，传递给下一 代等
(1)、分子结构具有相对的稳定性
〔2〕、能够自我复制，使前后代保持一定的连续
性
(3)、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代 谢过程和性状
(4)、能够产生可遗传的变异
问题探讨
1、作为遗传物质，必须具有什么特点呢
问题探讨
2. 你认为证明某一种物质是遗传物 质的可行方法有哪些
一 、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代：认为蛋白质是生物体的遗传物质 氨基酸 → 多肽 → 蛋白质
20世纪30年代：
脱氧核苷酸
DNA
连 接
DNA的化学结构
G
DNA 是遗传物质的证据
思考：怎样才能证明是DNA 或蛋白质是遗传物质呢 我们第一步要做的是什么
设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察 DNA的作用
● 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
● 艾弗里确定转化因子的实验
噬菌体侵染细菌的实验
DNA 是遗传物质的证据
一、格里菲思的肺炎双球菌转化实验
R型细菌
(粗糙、无多
糖类的荚膜、 无毒性)
S型细菌
(光滑、有多 糖类的荚膜，
有毒性)
实验材料： 两种肺炎双球菌
一、格里菲思的肺炎双球菌转化实验
实验方法： 用两种肺炎双球菌感染小鼠，观察现象
请同学们阅读教材P43,并思考以下问题：
①肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤 各看到哪些 现象
②第四组的实验结果说明了什么
注射加热后杀 死的S 型细菌
将R型活细菌与加 热后杀死的S 型 细 菌混合后注射
肺炎双球菌的转化实验
小鼠死亡，从 小鼠体内分离 出S 型活细菌
小鼠死亡，从 小鼠体内分离 出S 型活细菌
注射R型活细菌 注射S 型活细菌
第三组 第四组
第一组 第二组
小鼠不死亡
小鼠不死亡
思考
为什么第四组实验将R 型活细菌和加热杀死后的 S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡
转化
因为：R 型细菌
将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S 型细菌混合后， 注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
使小鼠患败血症而死
加热杀死后的 S型细菌
S 型细菌
R型活细菌
亡 .
S 型活菌 S 型活菌
细菌发生转化，性状的转化可以遗传。
S型加热
混合
型活菌
R
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
实验结论：
在杀死的S 型细菌中含有哪些物质
加热杀死的S型细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
但究竟哪一个才是转化因子呢
假设你是当时的科学家，应该怎样
设计实验来证明”转化因子”是什么 物质
讨论：
在证明DNA 还是蛋白质或其他物质是
遗传物质的实验中最关键的设计思路是什 么
必须将蛋白质、其他物质与DNA 分
开，单独、直接地观察它们的作用，才能
确定究竟谁是遗传物质。
提出问题 DNA\ 蛋白质和其他物质谁是遗传物质
实验材料： 两种类型的肺炎双球菌(R型和S型) 作出假设：DNA是遗传物质
实验方案：
1、从活的S 型细菌中别离，提取出各种成分， (DNA、蛋白质和多糖等物质)
2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代 是否有S型细菌出现。
预期效果：
只有参加S型菌的DNA 才能使R 型菌转变成S型菌
实施方案验证预测
分析结论
图 3 - 3 艾弗里证明DNA 是遗传物质的实验
结论：DNA 是“转化因子”,所以DNA是遗传物质
S型菌的DNA +DNA 酶
R 型菌的培养基
二、艾弗里确定转化因子的实验
S型菌
只长R 型 菌
只长R 型 菌
加 入 S 型菌的蛋白质或 S 型菌的荚膜多糖
R型菌的培养基
R 型菌的培养基
S 型菌的DNA
R型菌
R型 菌
加 入
多糖 脂 类 蛋 白 质 RNA DNA DNA水解物
分别与R 型活细菌混合培养
R ) R R R S R
数 步数
DNA的纯度越高，转化就越有效。 R S
(二)艾弗里确定转化因子的实验
实验过程： S型活细菌
实验结论：
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变
化的物质，DNA是转化因子。
以上转化实验说明：
DNA 是 遗 传 物 质 。
格里菲思推论：
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
艾弗里提出的结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的 物 质 ，DNA才是遗传物质
结论：
DNA 是转化因子，是使R 型细菌产生稳定的 遗传变化的物质，即DNA 是遗传物质
1. 将有荚膜的S型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会导
致小白鼠因 患 败 血 症 而死亡，而无荚膜的R型 细菌注入到小白鼠体内 小 鼠 正 常 ,但如果将R 型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体 内那么 小鼠死亡 ,此实验说明S型细菌体内存
在着能使R 型细菌转化成S型细菌南化 因 子
经实验证明这种物质是DNA 0
三、 噬菌体侵染细菌的实验
1. 噬菌体侵染细菌的过程
一.噬菌体模式图 二.噬菌体外形图
三.噬菌体侵染细菌过程
2. 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
蛋白质的组成元素： C 、H 、O 、N 、S ( 标记35s)
DNA 的组成元素： C 、H 、O 、N 、P ( 标记32p)
①标记噬菌体方法：
在分别含有放射性同位素32p 35s的培养基 中培养细菌
分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32p 噬菌体和含35s的噬菌体
思考
1、噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完 成的
噬菌体是在DNA的作用下完成在细菌体内的增殖的。
2、合成子代噬菌体的蛋白质和DNA的原料是什么 来自哪里
合成子代噬菌体的蛋白质和DNA的原料分别是氨基酸、脱氧核 苷酸，它们均来自细菌体内
3、搅拌和离心的目的是什么
搅拌的目的是：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌别离
离心的目的是：让上清液中析出重量较轻的T2 噬菌体颗粒， 而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
4、用用含35S 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、 离心后，上清液中的放射性很高，而沉淀物为什么仍然有很低 的放射性
可能是由于还有少量的含35S 的噬菌体仍吸附于大肠杆菌上， 未从中别离出来。
5、用用含32P 的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌后，经搅拌、 离心后，沉淀物中的放射性很高，而为什么上清液仍然有很低 的放射性
可能是由于少量含32 P 的噬菌体还未吸附于大肠杆菌上，或 含有32 P 的子代噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来
旁栏思考题
在上述实验中，为什么选择35S和32P这两种同位素分 别对蛋白质和DNA 标记 用14C 和180同位素标记可行 吗
因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷那么主要存在 于 DNA 的组分中。用14C 和180等元素是不可行的，因为T2 噬 菌体的蛋白质和DNA 分子的组分中都含有这两种元素。
亲代 噬菌体 寄主 细胞内 子代 噬菌体
实验
结论
第一组 实验 35S标记 蛋白质 无35S标 记蛋白质 外壳蛋白 质无35S
D N A 分
子具有
连续性，
是遗传
物质
第二组 实验 32 P标记 DNA 有32P标 记 DNA DNA有32P 标记
实验过程及结果：
总结：
噬菌体侵染细菌的实验
场所： 细菌内
控制者： 噬菌体的DNA
原料：细菌的成分(氨基酸、脱氧核苷酸) 结论： DNA 是噬菌体的遗传物质
思考与讨论
1.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物— 细菌或病毒。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，具有的优点是：
(1)个体很小，结构简单，容易看出因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20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2. 虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设 计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思 路是什么
最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单 独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
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，以及物质的提取和别离技术等(学 生可能答复出其他的技术，但只要答复出上述主要技术就可 以〕。
科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的开展需要以 科学原理为根底，因此，科学与技术是相互支持、相互促进 的。
DNA 的分布
主要在染色体上 细胞质内
细胞核遗传 细胞质遗传
生物的遗传
单击画面继续
DNA是唯一的遗传物质吗
RNA〔核糖核酸〕
有些病毒(如烟草花叶病毒),它们
不含有DNA, 只含有RNA。 在这种情况
下 ，RNA就起着遗传物质的作用。
RNA 侵染烟草 得花叶病
烟草花叶病毒
蛋白质 侵染烟草 不得花叶病
结 论 ：RNA烟草花叶病毒的遗 传 物 质
绝大多数生物DNA是遗传物质。少数生物只有RNA一种核 酸，那么RNA 是遗传物质
: DNA 是主要的遗传物质
RNA〔核糖核酸〕
有些病毒(如烟
草花叶病毒),它们
不含有DNA, 只含有
RNA 。 在这种情况下 ,RNA 就起着遗传物质 的作用。
DNA 主要的遗传 物质
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。
三遗传物质的种类
课堂小结
核酸是一 切生物的遗传物质 DNA是主要的遗传物质
课后练习参考答案
(四)练习
底(1题) (×);(2)(×)。2.C。3.D。
拓展题
1.提示：实验说明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌 内的主要是DNA, 而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因 此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体 的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。 2.提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证 明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制 自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢； 具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。
例：病毒的遗传物质是 ( p )
人的遗传物质是 ( A )
A 、DNA B 、RNA
C 、DNA和RNA D 、DNA或RNA
习题
1. 一切生物的遗传物质是：(
A.DNA B.RNA C.核酸 D. 蛋白质
2. 注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是〔D 〕
A.R 型肺炎双球菌
B. 加热杀死后的R 型肺炎双球菌
C. 加热杀死后的S型肺炎双球菌
D. 加热杀死后的S 型肺炎双球菌与R型细菌混合
3. 格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，
证实了( )A
① DNA 是遗传物质 ②RNA 是遗传物质
③DNA是主要的遗传物质 ④蛋白质不是遗传物质
⑤糖类不是遗传物质 ⑥DNA 能产生可遗传的变异
A.①④⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
4. 噬菌体侵染细菌的实验证明了 (C )
A.DNA 是主要的遗传物质
B.DNA 和蛋白质是遗传物质
C.DNA 是遗传物质
D.RNA 是遗传物质
4. 噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要( B )
A. 噬菌体的DNA和氨基酸
B. 噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
C. 细菌的DNA和氨基酸
D. 细菌的DNA和噬菌体的氨基酸
5、用15N、32P、35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的
子代噬菌体的组成结构中，能够找到的放射性元素是 B ( )
A. 可以在外壳中找到15N、35S
B. 可以在DNA中找到15N 、32P
C. 可以在外壳中找到15N
D. 可以在DNA中找到15N 、32P 、35S
6. 以下生物中只含一种核酸的是 (D )
A. 玉 米 B. 草履虫 C. 金 鱼 D. 病毒
7、病毒的遗传物质是： ( D ) A 、DNA B 、DNA和RNA C 、RNA D 、DNA或RNA
8、认 为DNA 是主要遗传物质的理由是〔C 〕 A、肺炎双球菌的转化实验
B、噬菌体侵染细菌的实验
C 、DNA是绝大多数生物的遗传物质 D、DNA 能控制蛋白质的合成
9、用以下哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死 亡( C )
A、加热杀死的
B、活的，但缺乏多糖荚膜
C、加热杀死的有荚膜菌和缺乏荚膜的肺炎球菌混合物 D、既缺乏多糖又加热杀死的
10、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应
A、随着细菌的解体而消失掉 B、仅发现于噬菌体的外壳中
C、发现于噬菌体的DNA和外壳中 D、仅发现于噬菌体DNA中
( C )
11、以下关于噬菌体的表达，正确的选项是 ( ) A、遗传物质是DNA或RNA
B、有细胞结构，但无成形的细胞核
C、通过分裂繁殖后代
D、能产生可遗传的变异
12、噬菌体侵染细菌实验中，在细菌体内合成蛋白质正确的表达 是 D )
A、原料、模板和酶来自细菌
B、模板和酶来自噬菌体，核糖体和氨基酸来自细菌
C、指导蛋白质合成的DNA来自细菌，氨基酸来自噬菌体
D、指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，核糖体、氨基酸原料 和酶由细菌提供
13、噬菌体侵染细菌，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要( D ) A、细菌的DNA和氨基酸
B、噬菌体的DNA及氨基酸
C、细菌的DNA和噬菌体的氨基酸 D、噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
14、用甲种病毒RNA与乙种病毒的蛋白质外壳组成一种转基因 病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量的子 代病毒，子代病毒具有的特征是 ( A )
A、甲种病毒的特征 B、乙种病毒的特征
C、丙种病毒的特征 D、子代独具的特征
15、蛋白质不是遗传物质的原因之一是( B ):
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
16. 肺炎双球菌转化实验中，发现无毒R型和被加热杀死的有毒 S 型细菌混合后，在小鼠体内找到了以下类型的细菌 ( A )
A、无 毒R 型，有毒S 型
B、有毒R型，无毒S型
C、有毒R型，有毒S型
D、无毒R型，无毒S型
图为烟草花叶病毒 (TMA) 和车前草 病毒 (HRV) 的结构，如图A和B, 侵 染作物的病症如图C和D。
( 1 ) 用E去侵染叶片F时，叶片F患
病的病症与 D 相同。
〔2〕F上的病毒蛋白质外壳是以
HRV 的RNA 为模板，
以 叶 片F的核糖体
为场所，
由叶 片F的氨基酸 提供原料合成的。
〔3〕E的子代病毒的各项的特征是 由 B的RNA 决定的。
(4)本实验证明了RNA是遗传物质
HRV
蛋白质外壳
RNA B
N
C D
E
F
—蛋白质外壳
TMV
RNA
A