高中生物人教版必修二3.1 DNA是主要的遗传物质(课件共30张PPT)

(共30张PPT)
DNA 是主要的遗传物质
年级：高一年级 学科：生物(人教版)
1.你认为遗传物质可能具有什么特点
能够储存大量遗传信息；
◆能够准确复制自己，传给下一代；
◆可以控制生物的性状；
◆结构比较稳定。
课程导入
高一年级|生物
蛋白质
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 等。
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高一年级|生物
蛋白质
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。
腺嘌呤(A) Q 脱氧核糖 腺嘌呤脱氧核苷酸 P 鸟嘌呤(G) 0 脱氧核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸
胸腺嘧啶(T<
脱氧核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶(C)
脱氧核糖
胞嘧啶脱氧核苷酸
对遗传物质的早期推测
蛋白质是遗传物质的观点仍 占主导地位
蛋白质是生物体的遗传物
质
20世纪30年代
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菌体特点 菌落特点
致病性
S型 细菌 有荚膜 光滑
有
R型 细菌 无荚膜 粗糙
无
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
实验材料：小鼠、R 型和S型肺炎链球菌
荚膜的化学本质是多糖
高一年级|生物
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
① ② ③
①②对照： ②③对照：
R活 → 无毒 S活→有毒 S 死→无毒
高一年级|生物
S型菌
小鼠不死亡
注射加热杀死后的 S型活细菌
小鼠死亡，分
离出S型活细菌
注射R型活细菌
注射S型活细菌
小鼠不死亡
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
① ③ 4
①③④对照：
R活+S死→有毒
高一年级|生物
S型菌
小鼠不死亡 小鼠不死亡
将R 型活细菌与加
热致死的S型细菌
混合后注射
注射加热杀死后的 S 型活细菌
小鼠死亡，分离 出S 型活细菌
注射R型活细菌
R 型和 S型菌
已经被加热致死的S型细菌，含有某 种促使R型活细菌转化为S型活细菌 的活性物质—“转化因子”。
高一年级|生物
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
小鼠死亡，分离
出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，
出 S 型活细菌
小鼠不死亡
① ② ③
注射加热杀死 后的S型活细菌
注 射R 型活细菌
注 射S型活细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
思考：是哪一种物质在转化实验中起了关键作用 如果是你会如何设计实验 可能会遇到哪些困难 实验思路：设法把S型细菌的各种物质分开，单
独、直接地观察它们的作用。
用酶解法特异性去除某种物质来控制自变量! 高一年级|生物
肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里)
加热杀死的S型细菌
第一组 第二至第四组 第五组
1、该实验遵循了哪些实验设计的基本原则 对照原则、单一变量原则
高一年级|生物
肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里)
S型细菌 有R型 S型细菌
的细胞 细菌的 的细胞
提取物 培养基 提取物
混合 混合
S 型细菌 只长R型细菌
有R型
细菌的
培养基
R 型细菌
蛋白酶(或RNA 酶、酯酶) DNA 酶
混合
R型细菌 S 型细菌
S型细菌 的细胞 提取物
有R型 细菌的 培养基
第一组 第二至第四组 第五组
2、第一组与第二至第四组对照可以得出什么结论 实验结果仍有R型细菌说明什么
分别用蛋白酶、RNA 酶、酯酶处理后，细胞提取物
仍具有转化活性。说明转化过程中只有少部分R型
细菌被转化成S型细菌。
高一年级「生物
肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里)
蛋白酶(或RNA 酶、酯酶) DNA 酶
混合
R 型细菌 S 型细菌
混合
R 型细菌 S 型细菌
混合
只长R型细菌
S型细菌
的细胞 提取物
S型细菌 的细胞 提取物
S型细菌
的细胞 提取物
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
第 一组 第二至第四组 第五组
3、第一组与五组对照呢
用DNA 酶处理后，细胞提取物失去转化活性。
高一年级|生物
肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里)
有R型 S型细菌 有R型 S型细菌 有R型
S型细菌
细菌的 的细胞 细菌的 的细胞 细菌的
的细胞
培养基 提取物 培养基 提取物 培养基
提取物
蛋白酶( 或RNA 酶、酯 酶 ) DNA 酶
混合
R 型细菌 S 型细菌
混合
R型细菌 S 型细菌
混合
只长R 型细菌
T2噬菌体 大肠杆菌
选材的原因：
①结构简单
②繁殖快
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
实验材料：
高一年级|生物
R——35S存在部位
讨论：①能否用14C标记区分DNA和蛋白质
不能标记共有元素：C、H、O、N;
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噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
蛋白质，组成元素：C 、H 、O 、 5S
尾部
同位素标记法
DNA, 组成元素：C 、H 、O、
磷酸基团
N、(32P
组成元素
头部
H
C ——COOH
H N—
R——35S存在部位
讨论：②同一个噬菌体能否同时标记P和S
同一个噬菌体不能同时标记P和S
高一年级|生物
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
蛋白质，组成元素：C 、H 、O 、n 35s
尾部
同位素标记法
DNA, 组成元素：C 、H 、O、
磷酸基团
N、(32p
组成元素
头部
H
H N C—COOH
大肠杆菌+含35S的培养基→含35S的大肠杆菌
大肠杆菌+含32P的培养基→含32P的大肠杆菌
T2 噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体 T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→ 含32P的T2噬菌体
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
实验过程：1、标记噬菌体：
讨论：可以直接用培养基标记噬菌体吗
标记大 肠杆菌
标记T2 噬菌体
高一年级|生物
3、短时间保温后搅拌、离心，检测 上清液和沉淀物中的放射性强度
上清液的放
射性很低
沉淀物的放
射性很高
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
上清液的放
射性很高
1、标记2、标记的噬菌体侵 噬菌体 染未标记的大肠杆菌
沉淀物的放
射性很低
细菌裂解
9
在新形成的噬菌 体中没有检测到 3ss
搅拌后离心
35S标记的噬菌
体与细菌混合
细菌裂解
在新形成的部分 噬菌体中检测到 32P
搅拌后离心
32P标记的噬菌
体与细菌混合
实验过程：
高一年级|生物
警P标记的 噬菌 体
35S标记的 噬菌体
离心后
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
搅拌和离心的目的是什么 离心后 上清液和沉淀物中分别是什么
噬菌体
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与 细菌分离；
离心：让上清液析出质量较轻的 T 噬菌体，沉淀物中留下被侵染 的大肠杆菌(含未释放的子代噬 菌体)。
→ 大肠杆菌
高 一 年级 |生物
实验结果：
被35S标记蛋白质的噬菌体
离心 上清液的放
射性很高
分析原因： 蛋白质未进入细菌中 DNA 进入细菌中
实验结论： DNA 是噬菌体的遗传物质
高 一年级 | 生物
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
被32P标记DNA的噬菌体
离心 上清液的放
射性很低
沉淀物的放
射性很低
离心后 离心后
沉淀物的放 射性很高
噬菌体侵染细菌过程示意图
噬菌体增殖过程中复制DNA模板和合成蛋白质的原料 分别来自什么 场所分别是什么呢
模板来自噬菌体，原料和场所是在细菌提供
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噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
噬菌体吸附在
细菌细胞上 噬菌体将自己的
DNA注入细菌
噬菌体DNA指导宿主细胞 制造噬菌体的DNA与蛋白 质并组装子代噬菌体
细胞裂解释放 子代噬菌体
亲代噬菌体 上清液 沉淀物
子代噬菌体
35S-蛋白质 放射性高 放射性低
没有检测到35S
32P-DNA 放射性低 放射性高
检测到32P
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
①35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性
高一年级 |生物
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
实验误差分析：35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因
搅拌不充分
离心时间短
其中一个
大肠杆菌
高一年级 生物
沉淀物
上清液
实际上
理论上
亲代噬菌体 上清液 沉淀物
子代噬菌体
35S-蛋白质 放射性高 放射性低
没有检测到35S
32P-DNA (放射性低 放射性高
检测到32P
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
②32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性
高一年级 |生物
实际上
部分释
放出来
若该大肠杆菌有
一个噬菌体侵入
32P标记的一组，上清液中
出现少量放射性的原因
理论上
上清液
噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
沉淀物
高一年级|生物
未来得 及侵染
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
相 同 点 对照原则 相互对照 实验思路 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究各自的作用。 不同点 处理方式 酶解法
同位素标记法
检测结果的 方式 观察菌落的类型
检测放射性的位置
实验结论 证明DNA是遗传物质，蛋 白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能
证明蛋白质不是遗传物质
肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
高一年级|生物
蛋白质7
RNA
蛋白质
RNA
图 1 新型冠状病毒的超微结构图
表面有四种蛋白，其中刺突蛋白(S 蛋白)使其形如冠
烟草花叶病毒
高一年级|生物
RNA是遗传物质的实验证明
蛋白质 不出现病斑
RNA
分别侵染健康烟草植株
出现病斑得到全新病毒
是烟草花叶病毒的遗传物质
RNA是遗传物质的实验证明
蛋白质
烟草花叶病毒RNA
(TMV)
结 论 ：RNA
不能得到病毒
高一年级|生物
DNA 是主要的遗传物质
高一年级|生物
噬菌体的遗传物质为DNA
HIV、SARS 病毒的遗传物质为RNA
原核生物的遗传物质为DNA
真核生物的遗传物质为DNA
DNA是主要的遗传物质
病毒的遗传物为 DNA或RNA
细胞生物的遗传物质为DNA
肺炎链球菌的转化实验 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA 是肺炎链球菌、T2
噬菌体的遗传物质
DNA 是细胞结构的生物和
DNA 病毒的遗传物质
RNA 是TMV 的遗 传物质
RNA是RNA病毒 的遗传物质
DNA 是主要的遗传物质
高一年级|生物
加热杀死的S 型细菌中含有 转化因子
格里菲思的体 内转化实验
艾弗里的体外 转化实验
转化因 子是什 么
小结
DNA是主要的遗传物质
高一年级|生物
DNA是细胞结构的生物和
DNA 病毒的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA 是肺炎链球菌、T2 噬菌体的遗传物质
加热杀死的S 型细菌中含有 转化因子
RNA是RNA病毒 的遗传物质
RNA是TMV的遗 传物质
格里菲思的体 内转化实验
艾弗里的体外 转化实验
转化因 子是什 么
小结