【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一生物必修二3.1DNA是主要的遗传物质 课件（27张ppt）

1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程
1910年摩尔根进行果蝇杂交实验
提出假说：基因在染色体上
找到基因在染色体上的实验证据
1866年孟德尔的豌豆杂交实验
发现了遗传因子 （基因）
基因究竟是什么物质呢？
假说—演绎
类比推理
假说—演绎
探究：什么是遗传物质?
第3章 基因的本质
问题探讨：
结构比较稳定
能储存大量遗传信息
可准确复制，传递给下一代等等
什么结构或物质具备这些条件呢？
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。
20世纪20年代
蛋白质是生物体的
遗传物质。
一、对遗传物质的早期推测
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。
对比1.2组的实验现象，这说明了什么？
?
?
?
4组小鼠为什么会死亡呢？
对比2.3.4组的实验现象，这说明了什么？
［知识建构］：
R型菌落和S型菌落的特征是什么？
?
首先向“遗传物质是蛋白质”提出挑战的是谁？他的做了什么实验？
?
对比2.3组的实验现象，这说明了什么？
?
粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
1928年，格里菲思用两种不同类型的 肺炎双球菌 去感染小鼠。
光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
多糖
荚膜
S型细菌
R型细菌
S
R
（一）、肺炎双球菌的转化实验（体内）
对比1.2组的实验现象，这说明了什么？
对比2.3.4组的实验现象，这说明了什么？
?
?
?
加热杀死的S型细菌无致病性。
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型细菌转化为S型细菌。
对比2.3组的实验现象，这说明了什么？
4组小鼠为什么会死亡呢？
?
R型细菌无致病性，S型细菌有致病性，能使小鼠死亡。
［实验分析］：
R
活R + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
第四组
+
S
活R型细菌
死S型细菌
小鼠死亡
S
活S型细菌

S型细菌存在某种转化因子
（一）、肺炎双球菌的转化实验（体内）
2、体外转化实验-艾弗里
第一组实验：
（一）、肺炎双球菌的转化实验（体外）
第二至四组实验：
第五组实验：
实验结果可推测除去的大部分糖类、蛋白质和脂质不是转化因子；
蛋白酶、RNA酶和脂酶可水解细胞提取物中剩余的少量蛋白质、RNA和脂质；
三组实验结果可推测蛋白质、RNA和脂质不是转化因子；
DNA酶可水解除去细胞提取物中的DNA，该组实验结果可推测DNA就是转化因子；
［实验设计］寻找转化因子：
艾弗里及其同事的实验设计思路是什么？
实验结论
“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
遵循单一变量原则和对照原则的同时，在每个实验组特异性地去除了一种物质（减法原理），然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果有什么变化。
艾弗里实验细胞提取物不够纯
当时科学界深信蛋白质是遗传物质
有没有比细菌更简单的实验材料及更有说服力的实验呢？
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。
思维碰撞
噬菌体的结构模式图
（二）、噬菌体浸染细菌实验
噬菌体结构简图
核酸DNA
外壳蛋白质
1、成分只有蛋白质和DNA
2、仅能在大肠杆菌内繁殖。
3、繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。
（二）、噬菌体浸染细菌实验
3、DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？
2、用什么方法确定导入细菌的物质？
1、要证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：
导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质！
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 35S）
（标记 32P）
同位素标记法
（二）、噬菌体浸染细菌实验
大肠杆菌
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体
4、怎样将35S和32P标记到噬菌体的蛋白质和DNA上？
（二）、噬菌体浸染细菌实验
35S标记的实验现象是什么？说明了什么？
细菌裂解释放的T2噬菌体中，可检测到32P标记的DNA，却不能检测到35S标记的蛋白质。说明了什么?
32P标记的实验现象是什么？说明了什么？
搅拌和离心的目的是什么？
离心后的上清液和沉淀物里的物质主要是什么？
阅读教材P45的实验过程，思考下列问题：
被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌
上清液主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物主要是被侵染额大肠杆菌
被32P标记的噬菌体DNA进入了大肠杆菌
（二）、噬菌体浸染细菌实验
细菌裂解后，在释放的T2噬菌体中，可检测到32P标记的DNA，却不能检测到35S标记的蛋白质。说明了什么?
噬菌体的DNA进入大肠杆菌，并复制出若干DNA，合成子代噬菌体，噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌中。
DNA能自我复制、能控制蛋白质合成、具有连续性，是遗传物质！
提醒：这个实验不能证明蛋白质不是遗传物质。
（二）、噬菌体浸染细菌实验
2. 实验能否用32P和35S同时标记噬菌体？
不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性；若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。
1.能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？
不能，噬菌体只能寄生在活细胞中，不能在培养基上存活。
（二）、噬菌体浸染细菌实验
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。
4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
(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。
3.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？
归纳总结
(1)噬菌体侵染细菌实验的关键——“保温”与“搅拌”
①保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。
②“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样会造成沉淀物中放射性偏高。
（二）、噬菌体浸染细菌实验
(2)使用不同元素标记后子代放射性有无的判断
（二）、噬菌体浸染细菌实验
提供原料，子代中都含有放射性
标记DNA，部分子代中含有放射性
标记蛋白质，子代中不含放射性
标记DNA和蛋白质，部分子代中含有放射性
（二）、噬菌体浸染细菌实验
DNA的模板：
DNA的原料：
蛋白质的原料：
蛋白质的场所：
进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的DNA
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
大肠杆菌的氨基酸
大肠杆菌的核糖体
T2噬菌体的合成：
（二）、噬菌体浸染细菌实验
1、个体很小，结构简单，易于观察由遗传物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快，细菌20-30min就可以繁殖一代，病毒可在短时间内大量繁殖。
P46思考讨论：
2、巧妙运用减法原理，最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）。
3、艾弗里主要运用了细胞培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。
赫尔希等人主要采用了噬菌体的培养技术、同位素标记法、物质的提取和分离等技术。
科学成果的取得需有技术手段作保证，两者相互支持、相互促进。
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
三、DNA是主要的遗传物质
1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有 和 )、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
蛋白质
RNA
不感染病毒
RNA
感染病毒
RNA
蛋白质
三、DNA是主要的遗传物质
生
物
界
细
胞
生
物
非
细
胞
生
物
RNA病毒:艾滋病病毒(HIV逆转录)、
流感病毒（如禽流感，甲型H1N1病毒）
SARA病毒、登革热病毒、
甲肝病毒、烟草花叶病毒及类病毒等
DNA病毒：噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
原核生物:细菌、支原体、衣原体、
蓝藻、放线菌等
真核生物:植物、动物、原生生物、真菌
遗传物质是RNA
遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
三、DNA是主要的遗传物质
本课小结
肺炎双球菌的转化实验
2
噬菌体侵染细菌的实验
3
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生物的遗传物质
4
对遗传物质的早期推测
1
再见!