人教版高中生物必修二3-1 DNA是主要的遗传物质（共43张PPT）

(共43张PPT)
第3章
基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质　
教学目标:
1.总结人类对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.认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。
5.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
2.遗传物质(应具备的条件)
①能复制；
②能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的
性状和代谢过程；
③贮存巨大数量的遗传信息；
④结构比较稳定,但也能引起可遗传的变异。
科学家发现：染色体主要组成成分：
。
摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于
上。
孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由
控制。
染色体
蛋白质和DNA
遗传因子
人类对遗传物质的探索过程
DNA
染色体
蛋白质
(一)早期推测
蛋白质的基本单位——
氨基酸
DNA的基本单位——
脱氧核苷酸
A
G
C
T
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
20世纪20年代：
认为蛋白质是生物体的遗传物质
20世纪30年代：
对遗传物质的早期推测
认为DNA是生物体的遗传物质
A
G
C
思考:你们认为在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是
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。
证明DNA是遗传物质的实验
1.肺炎双球菌转化实验
S型菌
R型菌
光滑
Smooth
粗糙
rough
有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有毒性，可致死
无毒性
菌落
菌体
毒性
肺炎双球菌
分析几个经典实验过程,推演实验结论,体会实验设计精巧之处
？
细菌
选材
活体生物、结构简单、繁殖速度快
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。
小资料
1.R型菌注射小鼠
→
小鼠不死亡
2.S型菌注射小鼠
→
小鼠死亡
3.加热杀死的S型菌注射小鼠
→
小鼠不死亡
4.(S型死菌+R型活菌)注射小鼠
→
小鼠死亡
结论：S型死菌中含有一种“转化因子”，
能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。
(一)格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
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？
新问题
如何设计实验判断是DNA、蛋白质还是多糖是遗传物质？
(二）艾弗里的转化实验(体外转化)
(二）艾弗里的转化实验(体外转化)
S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。
结论：
由肺炎双球菌转化实验可知：DNA是遗传物质
S型活细菌
分别与R型活细菌混合培养
R
R
R
R
R
多糖
脂类
蛋白质
RNA
DNA
DNA水解物
R
S
DNA的纯度越高，转化就越有效。
1.肺炎双球菌转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的
细菌（
）
A.无毒R型，有毒S型
B.有毒R型，无毒S型
C.有毒R型，有毒S型
D.无毒R型，无毒S型
A
D
2.格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果(
)
A.证明了DNA是遗传物质
B.证明了RNA是遗传物质
C.证明了蛋白质是遗传物质
D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质
问题:
艾弗里实验中提取出的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，是否可以将DNA和蛋白质彻底分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用呢？
（S只出现在蛋白质中）
（99%的P在DNA中）
(三)噬菌体侵染细菌的实验
（1）噬菌体的结构模式图
（2）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
）
思考：为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质
和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？
S仅存于蛋白质中，P几乎都存在于DNA中
不行，蛋白质和DNA中都存在C和O
①标记噬菌体方法：
在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌。
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。
细菌＋含35S的培养基→
含35S的细菌
细菌＋含32P的培养基→
含32P的细菌
第二步：分别标记噬菌体
噬菌体＋含35S的细菌→
含35S的噬菌体
噬菌体＋含32P
的细菌→
含32P的噬菌体
第一步：分别标记细菌
①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质
细菌内无放射性
（3）实验过程：
子代噬菌体
②用放射性同位素32P标记内部DNA
细菌内有放射性
子代噬菌体
实验过程及结果：
第一组
实验
第二组
实验
亲代
噬菌体
35
S标记蛋白质
32
P标记DNA
寄主
细胞内
无35S标记蛋白质
有32P标记DNA
子代
噬菌体
外壳蛋白质无35S
DNA有32P
标记
实验
结论
DNA分子具有连续性，是遗传物质
（1）噬菌体DNA复制及相关蛋白质的合成所需的原料、酶、场所等条件均来自于细菌。
（2）噬菌体的代谢活动（如蛋白质的合成）是由噬菌体DNA来控制的。
DNA复制、蛋白质合成需要哪些原料？来自哪里？
DNA是唯一的遗传物质吗？
噬菌体侵染细菌实验的结论：
DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
烟草花叶病
(四)
RNA是遗传物质
有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA，只含有RNA。在这种情况下,RNA就起着遗传物质的作用。
RNA（核糖核酸）
有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。
3.
DNA是主要遗传物质的证据
DNA——主要的遗传物质
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。
例：病毒的遗传物质是（
）
人的遗传物质是（
）
A.DNA
B.RNA
C.DNA和RNA
D.DNA或RNA
D
A
具有细胞结构的生物
真核生物的遗传物质
原核生物的遗传物质
DNA
多数病毒的遗传物质是DNA
少数病毒的遗传物质是RNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
（五）DNA是主要的遗传物质
HIV病毒、SARS病毒、H1N1病毒、烟草花叶病毒等
非细胞结构的生物
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
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或RNA
DNA
DNA
生物类型
核酸种类
碱基种类
核苷酸种类
遗传物质
病毒
原核生物（细菌、蓝藻等）
真核生物
核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。
小结:
课后练习
基础题
1.（1）（×）；(2)（×）。
2.C。3.D。
拓展题
1.实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。
1.
蛋白质不是遗传物质的原因之一是
(
)
A.它的含量很少
B.它不能自我复制
C.它与新陈代谢无关
D.它的种类很多
B
课堂练习:
2.用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，进入细菌体内的成分有(
)
A．35S
B．32P
C．35S和32P
D.
不含35S和32P
B
3.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解死亡。以下说法不正确的是(　
　)
A.噬菌体直接利用大肠杆菌内的ATP作为能源物质
B.噬菌体在增殖时需利用大肠杆菌提供的脱氧核糖核苷酸
C.噬菌体在增殖时需利用大肠杆菌提供的核糖核苷酸
D.噬菌体利用自身的核糖体以大肠杆菌内的氨基酸为原料合成蛋白质
D
4.下图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　
)
D
S型的DNA和R型活菌混合培养分离出S型活菌的实质是什么？
加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。当R型活菌中侵入了S型细菌的DNA片段。这些S型细菌的DNA片段与R型细菌的DNA发生重组，从而使其获得了能表达多糖荚膜的基因，即转化为S型细菌，转化率与供体DNA的纯度有关。
（基因重组）外源DNA与受体DNA之间的重组，
使受体细胞获得了新的遗传信息。
转化的实质：