浙科版（2019）生物必修2：3.1 核酸是遗传物质 课件（共43张PPT）

(共43张PPT)
核酸是遗传物质
19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由基因控制的
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由 蛋白质和DNA （成分）组成。
20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了基因
位于染色体上。
少量RNA
染色体
DNA
蛋白质
（组蛋白和非组蛋白）
一、DNA是遗传物质
谁是遗传物质呢？
两种肺炎双球菌落的比较
肺炎双球菌 菌落 荚膜 毒性
R型细菌菌落 粗糙（rough) 无荚膜 无毒
S型细菌菌落 光滑(smooth) 有荚膜 有毒
［过程探究1］格里菲斯的活体细菌转化实验：
步骤 方 法 现 象 结 论
1 R菌活菌注射 小白鼠正常
2 S菌活菌注射 小白鼠死亡
3 S菌高温灭活 小白鼠正常
4 高温灭活：S菌+R菌 小白鼠死亡
5 提取4实验死鼠 发现S活菌
1、格里菲斯活体细菌的转化实验
R菌无毒性
S菌能使小白鼠致病
加热杀死的S菌不使小白鼠致死
死亡的S菌中可能有使R菌转
化的活性物质——转化因子
死亡的S菌能使R菌转化为S菌
［知识建构1 ］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”。

①对比1.2组的实验现象，这说明了什么？
②4组小鼠为什么会死亡呢？
③活的S型细菌从哪里来？有哪些可能？
活的S型细菌使小鼠患败血症死亡。
由于体内有活的S型细菌的作用。
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。
①对比1.2组的实验现象，这说明了什么？

由于体内有活的S型细菌的作用。
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。
［过程探究1］格里菲思活体细菌转化的实验：
②4组小鼠为什么会死亡呢？
③活的S型细菌从哪里来？有哪些可能？
活的S型细菌使小鼠患败血症死亡。
［实验设计］寻找转化因子：
关键思路：
把各种化合物分开，单独、直接地观察各种物质的作用
设计方法：把由S型细菌中分离，提取出的各种成分，单独与R型细菌混合培养。
R型细菌
2、艾弗里离体细菌转化实验
R型细菌
只长R型菌
只长R型菌
R型细菌
S型菌
R型细菌
S型菌的DNA
S型菌的
蛋白质或荚膜多糖
S型菌的
DNA+DNA酶
［过程探究2］肺炎双球菌的体外转化实验（艾弗里）
DNA+DNA酶
只长R型菌
只长R型菌
只长R型菌
S型菌
实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

答：用反证法证明DNA不仅是使R型细菌发生转化的充分必要条件，使结论更加可靠。而且证明是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化。
加热杀死的S型菌，蛋白质已经完全变性，但DNA仍然有活性，当R型菌群数量增长达到高峰时，细菌会出现失去局部细胞壁的现象，S型菌DNA分子片段能进入R型菌体，S型菌DNA进入R型菌中，并与R型菌DNA基因重组，转化形成S型菌，从而控制形成荚膜。
转化的原理：
基因重组
S型活细菌
多糖类荚膜
脂类
DNA
RNA
蛋白质
DNA+DNA酶
分别与R型活细菌混合，进行悬浮培养
R
R
R
R
R
R
S
R
S
［过程探究2］艾弗里的离体细菌转化实验：
［知识建构2］ DNA是转化因子、DNA是遗传物质。
注意：艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高也含有0.02%的蛋白质

答：用反证法证明DNA不仅是使R型细菌发生转化的充分条件，而且是必要条件，使结论更加可靠。而且证明是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化。
实验缺陷：艾弗里提取的DNA最高时，还含有少量的蛋白质（至少含0.02％）。
有没有更好的材料，可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？
［过程探究2］艾弗里的实验：
［过程探究2］艾弗里的实验：
只在A组中出现S型细菌,说明了什么

只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌
［知识建构2］ DNA是转化因子。
［过程探究2］艾弗里的实验：
注意：艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高也含有0.02%的蛋白质
［过程探究3］噬菌体侵染细菌验
1、实验材料：噬菌体
专门寄生在细菌体内的病毒
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记32P）
（标记35S ）
2、噬菌体侵染细菌的实验(动画)
吸附
注入
DNA
蛋白质
噬菌体DNA
脱氧核苷酸
噬菌体
氨基酸
噬菌体的
蛋白质外壳
组装
蛋白质
噬菌体DNA
3、研究方法：
同位素标记法
蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记32P）
（标记35S ）
实验过程
1952年赫尔希和蔡斯
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、在标记噬菌体时，用两种同位素分别标记两组噬菌体还是同时标记一组噬菌体呢？
外壳+未进入细菌的噬菌体
细菌+噬菌体的遗传物质
可能由于搅拌不充分，有少量35 S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，使沉淀物中出现少量的放射性
讨论1：用35S标记的实验，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
噬菌体侵染细菌实验的过程
与未标记的
细菌混合，保温
悬浮液：
沉淀物：
未进入细菌的噬菌体
细菌+噬菌体的遗传物质
标记噬菌体
搅拌后离心
检测悬浮液和沉淀中的放射性
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、在标记噬菌体时，用两种同位素分别标记两组噬菌体还是同时标记一组噬菌体呢？
结论:DNA是遗传物质
1、是保温时间过短，有一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，使上清液出现放射性；
2、是保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。
讨论2：
用32P标记的实验，上清液中有少量放射性的原因是什么？
可能由于搅拌不充分，有少量35 S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，使沉淀物中出现少量的放射性
讨论1：用35S标记的实验，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
4、噬菌体侵染细菌的实验：
1、是保温时间过短，有一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，使上清液出现放射性；
2、是保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。
结论：DNA是遗传物质
讨论2：
用32P标记的实验，上清液中有少量放射性的原因是什么？
结果：
A组
B组
亲代
噬菌体
35 S标记蛋白质
32 P标记DNA
寄主
细胞内
32S标记蛋白质
31P标记DNA
子代
噬菌体
外壳蛋白质32S无35 S
有32P标记DNA
实验
结论
DNA分子具有连续性，是遗传物质
［知识建构3］DNA是遗传物质。
5、结果分析
(2)如何让噬菌体被标记？
35S
32P
32P
35S
（1）实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？
吸附在细菌上的噬菌体与细菌
噬菌体颗粒
被感染的大肠杆菌
无
有
DNA
无
无
蛋白
质外壳
DNA
35S
32P
35S
32P
高
很低
低
很高
蛋白质
烟草花叶病毒
所有生物的遗传物质都是DNA吗？

设计实验：
证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
［课堂延伸］
4、分析“烟草花叶病毒重建实验”
实验证明：
烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA。
(TMV）
蛋白质
RNA
分离
分离
重组
重组
感染
新的病毒
产生
哪种
病毒？
蛋白质
［相关链接］SARS病毒的结构：
RNA
小儿麻痹病毒、脑炎病毒、流感病毒等
生物
非细胞结构：
病毒
（DNA或RNA)
细胞结构
原核生物
真核生物
（DNA)
DNA是主要的遗传物质
［知识建构4］
思考:
DNA或RNA
DNA
DNA
2、烟草的遗传物质是什么？
DNA
1、动物和人体的遗传物质是什么？
3、细菌的遗传物质是什么？
4、一切生物的遗传物质是什么？
5、病毒的遗传物质是什么？
核 酸
思考:
通过这节课的学习，你们能总结出作为遗传物质应具备什么样的特点
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生物的性状
④有巨大的遗传信息
1.注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ）
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
［学习自测］
D
2.用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌解体后含32P的是（ ）
A.子代噬菌体DNA
B.子代噬菌体所有部分
C.子代噬菌体蛋白质外壳
D.子代噬菌体不含32P
A
3.噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ ）
A.细菌
B.噬菌体
C.原噬菌体外壳降解
D.环境
A
谢 谢