3.1 DNA是主要的遗传物质-课件-高中生物人教版（2019）必修2(共26张PPT)

(共26张PPT)
学习目标与任务
(1)说出经典实验的研究方法和思路，体验科学探索的艰 辛，认同人类对遗传物质的探索是不断深化、不断发展的 过 程 。
( 2 ) 说 明 “DNA 是主要遗传物质”的含义。
孟德尔
2
提出“遗传 因 子” , 并 总结遗传规 律
蛋白质
3
把“遗传因子”
命名为基因 提出基因 在染色体
上的假说
DNA
染色体
5 DNA 蛋白质
科学家发现： 染色体的主 要组成成分 是 DNA 和 蛋 白质
约翰逊
摩尔根
4
实验证明
基因位于 染色体上
遗传物质的探索
萨 顿
一、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。
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。
蛋白质是遗传物质 的观点占主导地位。
格里菲思 艾弗里 赫尔希 蔡斯
“我们表示怀疑 !”
首先向“遗传物质是蛋白质”提出挑战的是谁 他做了什么实验
二、肺炎链球菌转化实验——格里菲思体内转化
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) R型细菌 ·无多糖荚膜
·无毒性
·光滑(Smooth)
·有多糖荚膜
· 有毒性 安
多糖 荚膜
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
注射
S型
活细菌
小鼠死亡，从小鼠体 内分离出S型活细菌
第二组
注射加
热致死
的S型
细菌
小鼠不死亡
第三组
注射 R型
活细菌
小鼠不死亡
第一组
二、肺炎链球菌转化实验——格里菲思体内转化
加热杀死的S型细菌使活 的 R型细菌发生了转化。
将R型活细菌 与加热致死 的S型细菌混 合后注射
内分离出S型活细菌
第四组
变成活的S型细菌
小鼠死亡，从小鼠体
S型细菌
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。
要确定“转化因子”是什么,关键思路是什么
多 糖
脂质 蛋白质
RNA DNA … …
二、肺炎链球菌转化实验——艾弗里体外转化
蛋白酶(或RNA酶、酯酶 DNA酶
混合
R型细菌 S型细菌
有R型
细菌的
培养液
混合
有R型
细菌的
培养液
混合
第一组 第二至四组 第五组
R型 细 菌 S 型 细 菌 只长R型细菌
S型细菌 的细胞 提取液
S型细菌 的细胞 提取物
S型细菌 的细胞 提取液
有R型 细菌的 培养基
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
思考：有没有更好的材料、更好
的方法能够将DNA 和蛋白质分开，
单独去观察它们的作用呢
1952年，赫尔希和蔡斯以T 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。
蛋白质的组成元素：C、H、0、N、S
噬菌体结构模式图 DNA的组成元素： C 、H 、0 、N 、P
T2噬菌体是一种专门寄
生在大肠杆菌体内的病毒，
它的头部和尾部的外壳都是 由蛋白质构成的，头部含有 DNA。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体的结构
DNA ——用32P标记 (含P)
头部
尾部
蛋白质 _— ( 含S)
用35S标 记
2.噬菌体侵染细菌的过程
吸附 注入 复制、合成 组装 释放
注入 复制、合成 组装
上清液：噬菌体
被侵染的大肠
杆菌
离心的目的是让未进入
细菌的噬菌体和被侵染 的大肠杆菌分别进入上 清液和沉淀物。
3.赫尔希和蔡斯的实验过程 搅拌使吸附在细菌上的
噬菌体与细菌分离
思考：1.搅拌和离心的目的分别是什么
2.上清液和沉淀物中分别是什么
3.如何获得35S或32P标记的T 噬菌体
检测上清液和沉 淀中的放射性
与未标记的
细菌混合，保温
未进入细菌的
搅拌后离心
标记噬菌体
沉淀物：
标 记T 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。
原因：噬菌体只能寄生在活细胞中，不能在培养基上存活。
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
噬菌体侵染含
35S大肠杆菌
◎◎◎ ⊙
噬菌体侵染含
32P大肠杆菌
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
CO
含35S大肠 杆菌
◎
含32P大肠 杆菌
含35S培养基
含32P培养基
含35S噬菌体
③
含32P噬菌体
心 ③
离心
心
标 记T 噬菌体方法：
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T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和 含35S的噬菌体
3.赫尔希和蔡斯的实验过程
① 用 S和 P分 别 标 记 噬 菌 体 的蛋 白 质和 DNA
②用3 s ( 蛋白质)标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌
放射性很高
搅拌
后离
心
沉淀物中的 放射性很低
说明：T2噬菌体中的蛋白质即外壳没有进入大肠杆菌。
在新形成的噬菌体中 没有检测到35S
35S标记的噬菌 体与细菌混合
被35S标记 的噬菌体
搅拌器
上清液的
放射性很低
沉淀物中的 放射性很高
000
②用 P (DNA) 标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌
说明：T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。
在新形成的噬菌体 中检测到32P
32P标记的噬菌 体与细菌混合
被32P标记 的噬菌体
搅拌
后离 心
搅拌器
赫尔希和蔡斯的实验表明：
噬菌体侵染细菌时， DNA进入细菌的细胞中，而蛋白 质外壳仍留在细胞外。 因此，子代噬菌体的各种性状，是 通过亲代的DNA遗传的。
DNA才是噬菌体的遗传物质。
注意：这个实验不能证明蛋白质不是遗传物质。
实验结论
1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量 放射性，可能是什么原因造成的
搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌 表面，随细菌离心到沉淀物中。
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，如果保温时间过短或者 保温时间过长，会出现什么现象
(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内， 经离心后分布于上清液中。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代， 经离心后分布于上清液中。
因此保温时间过短或过长都会导致上清液被检测到放射性。
思考.讨论
艾弗里实验
噬菌体侵染细菌实验
处理方式 直接分离
同位素标记法
对照原则 S型细菌的不同物质分别与 R型细菌混合培养相互对照
分别标记噬菌体DNA和蛋白质 的两组实验相互对照
实验结论 证明格里菲思结论中 的转化因子是DNA
证明DNA是噬菌体的遗传物质
设计思路 设法将DNA与其他物质分开， 单独地直接研究各自不同的遗传功能
两个经典实验的比较
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
RNA
流感病毒 SARS 病 毒 烟草花叶病毒 新型冠状病毒
蛋白质
RNA
蛋白质7
RNA 是遗传物质的实验证
烟草花叶病毒(TMV
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
蛋白质
RNA 患病 得到全新病毒
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
) 只含蛋白质和RNA
不患病
不能得到病毒
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 DNA ,只有少数生物的遗传物 质是 RNA 。所以说DNA 是主要的遗传物质。
【归纳】不同生物体内遗传物质的区别
肺炎双球菌的体内转化实验
DNA
肺炎双球菌的体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
RNA
烟草花叶病毒侵染烟草的实验
证 据
小 结 ： 注意：没有一个实验能直接证明DNA 是主要的遗传物质
是 遗 传物 质的 证据
是 遗
传 物
质的
遗 物
传 质
课堂练习：
1. (1)动物和人体的遗传物质是什么 DNA
(2)烟草的遗传物质是什么 DNA
(3)细菌的遗传物质是什么 DNA
(4)一切生物的遗传物质是什么 核 酸 (DNA 或RNA)
(5)病毒的遗传物质是什么 DNA或RNA
2. 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是( c ) A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质