新人教版生物必修二3.1：DNA是主要的遗传物质(48张PPT)

(共48张PPT)
约翰.哈蒙德博士在进行恐龙研究过程中发现一只吸了恐龙血，藏在树脂化石中的蚊子。他从恐龙血中提出DNA，复制出恐龙，并建成一个恐龙侏罗纪公园。
第1节 DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制。
染色体在遗传上的连续性和稳定。
摩尔根通过果蝇实验证明基因位于染色体上。
科学家发现染色体主要组成成分：DNA和蛋白质
回顾所学知识，由已知引入未知
探究活动一：对遗传物质的早期推测
20世纪30年代，DNA是由4种脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
20世纪20年代，蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子
染色体
对遗传物质的早期推测
理论推测
实验求证
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧
核糖
碱基
磷酸
A
G
C
T
一个含有10个脱氧核苷酸对的DNA，它的碱基排列顺序就有1048576种
*
……
问题1：首先利用实验证据提出DNA遗传物质的学者是谁呢？
［实验探究1］格里菲思的肺炎双球菌转化实验：
实验材料
粗糙
Rough
光滑Smooth
有多糖荚膜
无多糖荚膜
无毒
有毒
人肺炎
小鼠败血症
菌落
（肉眼观察） 荚膜
（显微镜观察） 毒性
（动物实验）
R型细菌
S型
细菌
S型菌落(光滑)
R型菌落(粗糙)
S型：菌落表面光滑，有多糖荚膜，不被免疫系统识别，使人患肺炎或小鼠得败血症，有毒性。
R型：菌落表面粗糙，没有荚膜，被免疫系统识别，无毒性。
肺炎双球菌
败血症是病菌侵入血流循环而发生的全身性感染。细菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随血流到各器官组织造成迁徙性病灶。
?（1）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸加快、心率增速等；严重者出现神志改变或感染性休克；肝脾肿大，以瘀点为主的皮疹，大关节疼痛或红肿。病程长者常发生迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。 （2）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，血培养有致病菌生长。
1928年，英国格里菲思
1.将R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。
2.将S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。
［实验探究1］格里菲思的肺炎双球菌转化实验：
实验过程及现象：
3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。
4.将R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
［实验探究1］格里菲思的肺炎双球菌转化实验：
实验过程：
R型活菌无毒性
S型活菌有毒性
加热杀死的S型活菌无毒性
1、对比1、2组说明R型细菌和S型细菌哪种有毒？
2、S型肺炎双球菌为何有毒呢？
3、加热杀死后的S型细菌是否具毒性？
4、第四组实验中是加热杀死的S型细菌单独发挥作用使小鼠死亡的吗？（说出对照组）
5、第四组实验中是R型细菌单独发挥作用使小鼠死亡的吗？(说出对照组）
6、第四组实验的小鼠尸体上分离出有毒性的S型活细菌，是S型菌“复活”了么？ 如不是，那应该是什么原因？
无毒R型活细菌 + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
+
R型活细菌
S型死细菌
小鼠死亡

加热杀死的S型菌中有“转化因子”！
7、转化的实质是？基因突变还是基因重组？
不是基因突变，而是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，实现了基因重组。
加热使蛋白质变性与DNA变性的区别？

8、第四组实验的小鼠尸体上分离出了有毒性的S型活细菌，而且这些S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这说明性状的转化是 的.
9、格里菲思实验能否证明DNA是遗传物质？
10、该实验的结论是什么？
寻觅“转化因子”？
你有什么样的设计思路，关键是什么？
多糖
脂质
蛋白质
DNA
RNA……
关键思路：将DNA与蛋白质等其他物质分 开，单独、直接地观察它们的作用。
肺炎双球菌转化实验
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来探究“转化因子”是哪一种物质？
得益于物质提纯、鉴定技术的不断发展，人们已经可以实现对加热杀死的S型细菌的组成物质进行分离提纯。
(二)艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验

(多数)
(少数)
DNA酶能够将DNA水解为A、T、G、C四种脱氧核糖核苷酸
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
分别与R型活细菌混合培养
R R R R R S
加热杀死的S型细菌
DNA是转化因子，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
DNA +DNA酶
R
［实验探究2］艾弗里的肺炎双球菌转化实验：
［结论2］
艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出了挑战
格里菲思推论：
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
艾弗里提出的结论：
DNA才是遗传因子，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质
DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
结论：
回顾思考：
疑问：
由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。
那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？
设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用。
实验中最关键的设计思路
1952年，美国的科学家赫尔希和蔡斯利用噬菌体去侵染细菌，观察亲代噬菌体(DNA和蛋白质)与子代噬菌体(DNA和蛋白质)的关系…
他们因此获得了诺贝尔奖！
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）
研究方法：
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
同位素标记法
噬菌体生活方式：寄生在大肠杆菌体内的病毒
噬菌体侵染细菌的动态过程：
侵染别的细菌
合成
组装
释放
吸附
注入
大肠杆菌提供四种脱氧核苷酸。
大肠杆菌提供氨基酸
1、谁提供模板DNA？
噬菌体
2、谁提供合成DNA和蛋白质的原料？
在噬菌体侵染细菌的过程中，思考：
3、谁提供场所？
大肠杆菌
［思考］如何使T2噬菌体的蛋白质和DNA分别含有35S 和32P ？
在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养大肠细菌；
分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体。
标记T2噬菌体的方法
培养基中提供35S
培养的细菌35S
用35S的细菌培养噬菌体
蛋白质含有35S的噬菌体
标记噬菌体方法：同位素示踪(标记)法
标记大肠杆菌
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
标记T2噬菌体
T2噬菌体+含35s的大肠杆菌 含35sT2的噬菌体
T2噬菌体+含32p的大肠杆菌 含32pT2的噬菌体
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
实验过程
短时间保温 搅拌 离心
①短时间保温、搅拌、离心的目的是什么？
噬菌体颗粒（蛋白质外壳）

大肠杆菌
检测放射性
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
实验过程
短时间保温 搅拌 离心
②上清液和沉淀物内所含的物质各是什么？
噬菌体颗粒（蛋白质外壳）

大肠杆菌
检测放射性
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
实验过程
短时间保温 搅拌 离心
噬菌体颗粒（蛋白质外壳）

大肠杆菌
检测放射性
③请预测第一组和第二组最终的放射性情况
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
4.分析实验结果
噬菌体外壳未进入细菌内部；
噬菌体DNA进入细菌内部。
大肠杆菌
大肠杆菌
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
造成理论结果与实际结果误差的因素（除离心外）有哪些？
搅拌不充分，少量含35S噬菌体仍吸附在细菌表面随细菌离心到沉淀中
保温时间过短，噬菌体还未侵染细菌就被分开；
保温时间过长，导致侵染后细菌已裂解释放子代噬菌体。
上清液放射性很高
沉淀物放射性很高
未检测到35S
检测到32P
DNA是T2噬菌体的遗传物质。
［结论3］
［实验探究3］噬菌体侵染细菌的实验：
噬菌体侵染细菌时, ___进入细菌的细胞中，而______ 仍留在外面。因此, 子代噬菌体的各种性状是通过亲代的___ 遗传给后代的,因此___ 才是真正的遗传物质。
赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验表明:
DNA
DNA
DNA
蛋白质外壳
烟草花叶病毒（TMV）
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
烟草花叶病毒
探究烟草花叶病毒遗传物质的实验设计思路。
［实验探究4］探究烟草花叶病毒的遗传物质：
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
［实验探究4］探究烟草花叶病毒的遗传物质：
［结论4］
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
DNA是遗传物质
烟草花叶病毒实验
RNA是遗传物质
课堂小结
细胞生物
真核生物
原核生物
大多数病毒
极少数病毒
非细胞生物
如：HIV、SARS、烟草花叶病毒、流感病毒等
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
总结：DNA是主要的遗传物质
因此，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质
(核酸有2种，DNA和RNA)
(核酸只有1种，DNA或RNA)
作为遗传物质至少具有的特点：
1、能精确地自我复制，使前后代保持连续性。
2、能指导蛋白质的合成，控制新陈代谢过程和生物性状。
3、储存大量遗传信息。
4、分子结构具有相对的稳定性，能够产生可遗传的变异。
分析只有DNA上述特点全部符合，而蛋白质没有。
结论：真核生物中DNA是遗传物质,蛋白质不是。
反馈练习
在噬菌体侵染细菌的实验中，新噬菌体的蛋白质外壳是 （ ）
A、在细菌DNA指导下，用细菌的物质合成
B、在噬菌体DNA指导下，用噬菌体的物质合成
C、在细菌DNA指导下，用噬菌体的物质合成的
D、在噬菌体DNA指导下，用细菌的物质合成
D
如果用15N、32P、35S标记噬菌体，让其侵染不含任何放射性的细菌，产生的子代噬菌体与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为（??）

A、可在外壳中找到15N和35S
B、可在DNA中找到15N、32P
C、可在外壳中找到15N
D、可在DNA中找到15N、32P、35S
反馈练习
B
反馈练习
甲、乙为两种不同的RNA病毒，经病毒重建成
“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为（ ）
D