人教版高中生物必修2课件：3.1DNA是主要的遗传物质(共32张PPT)

(共32张PPT)
DNA
是主要的遗传物质
第三章 第一节
1. 总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
?
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思

路。
?
3.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中

的作用。
?
【学习目标】
1.肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
?
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
【学习重点】
【学习难点】
孟德尔
历史的步伐
遗传因子
性状
控制
摩尔根
历史的步伐
基因
染色体
位于
历史的步伐

染色体在生物的遗传中起着重要作用
历史的步伐
蛋白质

DNA

?
?
（一）实验材料：
两种肺炎双球菌
多糖荚膜


R型菌
菌落:粗糙
无荚膜，无毒
S型菌
菌落:光滑
有荚膜，有毒，可致死
(Rough)
一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
（1928）
(Smooth)
1.将R型活菌注射到小鼠体内，不死亡。
2.将S型活菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。
3.将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内，不死亡。
4.将R型活菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡。从小鼠体内分离出S型活菌。
（二）实验过程：
1、第四组实验里活的S菌是怎么来的？

2、提取出的S菌的后代仍然是S菌，这说明什么？

3、该实验能否证明DNA是遗传物质？
S菌是由活的R菌转化而来的。
【合作探究】
该实验不能证明DNA是遗传物质。
说明这种转化是可以遗传的。
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
（三）实验 ：
某种
肺炎双球菌内有DNA、蛋白质、多糖等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？
推论
结论
如果你是一位科学家，该如何设计实验进行探究？

实验过程：

多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA
分别与R型活细菌混合培养
R R R R R S
S型活细菌






R S
多数
少数
















二.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验（1944）
DNA
DNA纯度越高，转化越有效
DNA+DNA酶

R
分离提纯
“转化因子”是DNA。DNA才是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。
3、这个实验存在什么缺陷，让人对实验结论表示怀疑？
2、加入DNA酶的组意图何在？
1、分析实验结果，能得出什么结论？
DNA纯度不够，是否是0.02%的蛋白质在起作用呢？
与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照，进一步说明是DNA使R型细菌发生了遗传转化。
【合作探究】
？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。
如何获取单独的DNA或者蛋白质进行实验？
（一）实验材料：
T2噬菌体

大肠杆菌
问：病毒有哪些特点？
1.没有细胞结构
2.寄生于活细胞
？
三.噬菌体侵染细菌的实验（1952年）
: C、H、O、N、P
32P
（二）方法：
DNA
蛋白质
: C、H、O、N、S
核酸DNA
外壳蛋白质

32P
35S
放射性同位素标记法
35S
？
2、如何标记噬菌体？可不可以用培养基培养噬菌体呢？为什么？
1、为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？用14C和18O标记可行吗？
因为S只存在于噬菌体的蛋白质组分中，P主要存在于DNA组分中。
不能用培养基直接培养噬菌体。因为噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中才能进行生命活动。
用14C和18O标记是不可行的，因为噬菌体的DNA和蛋白质中都含有这两种元素。
标记噬菌体，要先分别用含35S和32P的培养基直接培养标记细菌，然后分别用含35S和32P的细菌培养标记噬菌体。
【合作探究】
(1)标记细菌
细菌+含35S的培养基
细菌+含32P的培养基
含35S的细菌
含32P的细菌
(2)标记噬菌体


噬菌体+含35S的细菌
噬菌体+含32P的细菌
含35S的噬菌体
含32P的噬菌体




















被35S标记的噬菌体
被32P标记的噬菌体












被35S标记的噬菌体与细菌混合
被32P标记的噬菌体与细菌混合
上清夜的放射性很高
沉淀物的放射性很低
上清夜的放射性很低
沉淀物的放射性很高


短时间保温
搅拌后离心
细菌裂解
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
在新形成的噬菌体中检测到32P
离心后
离心后
（三）实验过程
亲代
噬菌体 宿主细胞 放射性 子代
噬菌体 结论 最终结论
实
验
1
实
验
2
35S标
记蛋
白质
32P标
记DNA
无35S
标记
主要在上清液中
无35S
标记
无32P
标记
主要在沉淀物中
有32P
标记
噬菌体的蛋白质外壳未进入宿主细胞
噬菌体的DNA进入宿主细胞
DNA分子具有连续性，是遗传物质
（四）实验结果及结论：
噬菌体比大肠杆菌轻
35S 32P
标记部位
放射
性 上清液
沉淀物
蛋白质
DNA
有放射性
无
无
有放射性
　上清液“放射性很高”


沉淀物也有放射性
上清液也有放射性

——分离不完全，部分噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌上
——释放出来的、未侵染的噬菌体
很高 很低
很低 很高
上清液：
沉淀物：
噬菌体
(外壳)
/释放的/未侵染的)
细菌
(被注入的DNA)
沉淀物“放射性很高”
在探究什么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。

DNA
是遗传物质
1928年 格里菲思 ——体内转化实验

1944年 艾弗里——体外转化实验

1952年 赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验

经典实验

DNA是唯一的遗传物质吗？
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
下面这些生物的遗传物质是什么？
［敢于质疑］
如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
［课堂延伸］
实验探究



蛋白质
RNA



感染
烟草

感染
烟草

实验
结果
出现病斑
不出现病斑

实验
结果
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质

感染
烟草
实验
结果

出现病斑
细胞结构生物
原核生物
真核生物

遗传物质是DNA
非细胞结构生物
遗传物质是RNA

只含DNA的病毒

只含RNA的病毒

生物
总结

4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。
3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA
1、一切生物的遗传物质是核酸

4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳——DNA可以指导蛋白质的合成。
1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理，DNA仍具有生物活性——DNA分子结构具有相对稳定性。
2、肺炎双球菌转化实验中，R型细菌可以转化生成S型细菌——DNA可以发生可遗传的变异。
3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性——DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。
?能产生可遗传变异
?具有相对稳定的结构
?能自我复制,使亲子代具有一定的连续性
④能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状
作为遗传物质所必须具备的特点:
能贮存大量的遗传信息
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
D
2．下列说法中，正确的是（ ? ）
A．真核生物细胞中的遗传物质都是DNA
B．原核生物细胞中的遗传物质是DNA或RNA
C．病毒中的遗传物质都是RNA
D．DNA是人体细胞中主要的遗传物质
A
3.生物的遗传物质是：( )
A.DNA B.RNA C.核酸 D. 蛋白质
C
练一练：
4、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后
，含32P的应是( )
A、子代噬菌体DNA B、子代噬菌体蛋白质外壳
C、子代噬菌体所有部分 D、子代噬菌体不含32P
5、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体
后，3H应( )
A、随细菌的解体而消失
B、发现于噬菌体外壳和DNA中
C、仅发现于噬菌体的DNA中
D、仅发现于噬菌体的外壳中
A
B
6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的

【解析】 当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA，子
代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
【答案】 A
7、某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记(见下表)：
?




此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 ；
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ；
(3)此实验说明了________________。
噬菌体成分 细菌成分
核苷酸标记? ? 32P? 31P
氨基酸? 32S 35S
32P、31P
35S
DNA是遗传物质