3.1 DNA是主要的遗传物质（共20张ppt）高中生物人教版（2019）必修二

(共20张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质
主要内容
对遗传物质的早期推断
噬菌体侵染细菌的实验
肺炎链球菌的转化实验
问题探讨
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
讨论：1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
①能贮存大量的遗传信息。
③结构比较稳定。
②可以复制，并能传递给下一代。
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
④能够知道蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢。
将遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现
对遗传物质的早期推断
一
提出“遗传因子”，总结遗传规律
孟德尔
把“遗传因子”命名为基因
约翰逊
提出基因在染色体上的假说
萨 顿
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质
1
2
3
4
5
20世纪中叶
对遗传物质的早期推断
一
20世纪20年代，大多数科学家认为：蛋白质是生物体的遗传物质。
①蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子；
②氨基酸多种多样的排列组合方式可能蕴含着遗传信息；
③没发现其他大分子有类似的结构特点。
对遗传物质的早期推断
一
20世纪30年代，科学家发现：
①DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子；
②组成DNA的脱氧核苷酸有4种；
③每种脱氧核苷酸都有特定的碱基。
胞嘧啶脱氧核苷酸
C
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
T
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
G
肺炎链球菌的转化实验
二
肺炎链球菌能引起人的肺炎和呼吸系统的疾病。对小鼠也有极大的杀伤力，使小鼠患肺炎，并发败血症死亡。
S型细菌 R型细菌
菌体 有多糖类的荚膜 无多糖类的荚膜
菌落 表面光滑 表面粗糙
毒性 有 无
肺炎链球菌的转化实验
二
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
肺炎链球菌的转化实验
二
第一组
不死亡
第二组
死亡
第三组
不死亡
第四组
死亡
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
R型活细菌+加热致死的S型细菌
1.格里菲斯体内转化实验
推断:已经加热杀死的S型细菌中，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。
肺炎链球菌的转化实验
二
提出问题：转化因子是什么，是蛋白质，是DNA……？
蛋白质不能作为遗传物质的证据：
①蛋白质不能进行自我复制
②蛋白质在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定
③蛋白质不能遗传给后代
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。
肺炎链球菌的转化实验
二
2.艾弗里体外转化实验
S型菌的细胞提取物
DNA酶
对照组
蛋白酶
RNA酶
酯酶
分别与R型活菌混合培养
科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。如比较过氧化氢在不同条件下的分解。
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。如艾弗里肺炎双球菌转化实验
R+S
R+S
R+S
R+S
R
实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
肺炎链球菌的转化实验
二
2.艾弗里体外转化实验
在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
噬菌体侵染细菌的实验
三
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
（标记32P）
（标记35S）
实验方法：
同位素标记法
噬菌体侵染细菌的实验
三
选材的原因：
①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壳，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。
病
毒
侵
染
细
菌
的
过
程
吸附
注入
DNA复制和蛋白质合成
组装
释放
噬菌体侵染细菌的实验
三
噬菌体侵染细菌的实验
三
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
离
心
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
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
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。
细菌裂解后检测子
代噬菌体的放射性
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
噬菌体侵染细菌的实验
三
噬菌体侵染细菌的实验
三
结论：DNA才是噬菌体的遗传物质
保温时间过短，有一部分病毒的DNA未侵入大肠杆菌，
保温时间过长，有子代噬菌体释放出来，经搅拌后留在上清液中。
误差分析：
①用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，沉淀物检测到放射性，原因？
②用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，上清液检测到放射性，原因？
搅拌不充分，使一部分蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面
生物 细胞生物 非细胞生物 类型 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
实例 真菌、所有 动、植物 蓝细菌、细菌等 噬菌体等 HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等
核酸种类
遗传物质
结果 结论 DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA
DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA
遗传物质小结
课堂巩固
1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（ ）
A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D .DNA
2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（ ）
A. DNA是遗传物质 B .遗传物质包括蛋白质和DNA
C.病毒中有DNA，但没有蛋白质
D.细菌中有DNA，但没有蛋白质
D
A