人教版高中生物必修二3.1.DNA是主要的遗传物质 课件（52张ppt）

(共52张PPT)
第3章
基
因
的
本
质
第一节
DNA是主要的遗传物质
生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？
金丝猴的后代仍然是金丝猴
牛的后代仍然是牛
19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是
由控制的?
遗传因子（基因）
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。
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。
蛋白质
DNA
染色体
对遗传物质的早期推测
在发现减数分裂后，人们知道遗传与染色体有关。20世纪科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
对遗传物质的早期推测
阅读课本42-43页的相关内容，解决以下问题
1，20世纪20年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？
2,
20世纪30年代，人们的观点是什么？为什么？
认为蛋白质是遗传物质，因为蛋白质是由多种氨基酸按照不同的方式排列连接而成的生物大分子
认识到DNA时由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，但是对DNA分子的结构没有清晰了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
回顾多样性
回顾构成及种类
对传统观点的挑战
1.
格里菲斯的小鼠肺炎双球菌的转化实验（1928年）
2.
艾弗里的提出DNA是遗传物质（1944年）
R型菌
（粗糙、无毒性）
S型菌
（多糖荚膜、光滑、有毒性、败血症致死（S））
肺炎双球菌
实验一、肺炎双球菌的转化（体内）实验
？
细菌
选材
活体生物、结构简单、繁殖速度快
回顾种类
请同学们阅读教材P43，并思考以下问题：
①肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤?各看到哪些现象？
②第四组的实验结果说明了什么？
二、DNA是遗传物质的证据
1.肺炎双球菌的转化实验
S型活菌
S型活菌
S型加热（死细菌）
R型活菌
混合
后代
转化
实验结论：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
肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？
脂类
蛋白质
RNA
DNA
多糖
加热杀死的S型细菌
但究竟哪一个才是转化因子呢？
假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明“转化因子”是什么物质?
讨论:
蛋白质
S型
DNA
多糖
RNA
其它
分别与R型细菌混合培养
?
?
?
?
?
实验过程：
多糖
脂类
蛋白质
RNA
DNA
DNA水解物
分别与R型活细菌混合培养
R
R
R
R
R
S
R
S型活细菌
多数
少数
DNA的纯度越高，转化就越有效。
实验（二）
艾弗里确定转化因子的实验
DNA（S）+R型菌→S型菌+R型菌
蛋白质+R型菌→R型菌
多糖+R型菌→R型菌
DNA使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，转化因子是DNA，DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
DNA（S）+DNA酶+R型菌→不转化
DNA（S）+蛋白酶+R型菌→转化率提高
了解知识点
影响体内转化因素：
供体DNA的纯度，DNA越纯，转化率越高
两种细菌的亲缘关系，亲缘关系越接近，转化越容易
受体菌状态，只有处于感受态的受体菌才能被转化
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
练习:
为什么加热杀死的S型细菌还能使R型细菌转化为S型细菌？
(我们已经知道DNA是遗传物质)蛋白质和DNA对于高温的耐受力不同，在80至100摄氏度的温度范围内，蛋白质将会失去活性（？），DNA双链也会解开；当温度降至55摄氏度左右的时候，DNA双链又会恢复，但是蛋白质不会恢复活性。
为什么加热杀死的S型细菌还能使R型细菌转化为S型细菌？
2.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（
）
①
DNA是遗传物质
②RNA是遗传物质
③DNA是主要的遗传物质
④蛋白质不是遗传物质
⑤糖类不是遗传物质
⑥DNA能产生可遗传的变异
A．①④⑤⑥
B.
②④⑤⑥
C.②③⑤⑥
D.
③④⑤⑥
A
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。
更具说服力的
实验三噬菌体侵染细菌的实验
1952年赫尔希（A.Hershey)和蔡斯（M.Chase)
噬菌体的模式图
【实验三、T2噬菌体侵染细菌实验】
资料：
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。
病毒的种类，及核酸回顾
研究方法：
同位素标记法
借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。
第一步：分别标记细菌
实验步骤设计
第二步：分别标记噬菌体
第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌
第四步：分析实验结果，得出结论
DNA的化学组成：
蛋白质的化学组成：
硫仅存在于蛋白质分子中,
99%的磷都存在于DNA分子中.
C.
H.
O.
N.
P
C.
H.
O.
N.
S
32P
35S
用含放射性标记的培养基可以培养噬菌体吗？
不可以。因为病毒是寄生生活的，需要活体细胞培养才行。噬菌体必须用细菌培养。
用细菌直接培养噬菌体就可以让噬菌体标记吗？
不可以。需要让细菌被标记。
用细菌怎样被标记？
用含放射性标记的培养基培养细菌就可以了。
用含放射性同位素35S和32P的培养基培养细菌，再让噬菌体侵染这些细菌。
如何让噬菌体被标记？
?
能否用C、O的同位素标记呢？
不能。因为蛋白质和DNA中都有。
3.
实验过程：
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
35S标记的噬菌体
第三步：噬菌体侵染细菌
32P标记的噬菌体
将标记的噬菌
体与细菌混合
细菌内
放射性高
细菌外
放射性低
子代噬菌体
具放射性
离心检测上清液
和沉淀的放射性
检测子代噬菌
体的放射性
子代噬菌体
无放射性
细菌内
无放射性
细菌外
有放射高
第四步：分析实验结果，得出结论
实
验
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
大肠杆菌
细胞外
大肠杆菌
细胞内
子代噬菌体
结论
放射性高
无放射性
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
◇蛋白质没有进入细菌细胞
◇DNA进入到细菌的细胞中
◇DNA才是真正的遗传物质
两个经典实验比较
艾弗里实验
噬菌体侵染细菌实验
处理方式
对照原则
实验结论
设计思路
直接分离
同位素标记法
S型细菌的分离物质分别与R型细菌混合培养相互对照
分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照
设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自的作用
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）
笔记
拓展
噬菌体侵染细菌的过程：吸附—注入—复制合成—组装—释放，在合成子代噬菌体的DNA和蛋白质的过程中，除了模板是由亲代噬菌体提供的，原料，能量，酶，场所都是由细菌提供
问：上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：
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，使上清液出现放射性。
②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中，也会使上清液的放射性含量升高。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物中出现少量的放射性。
噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？
噬菌体是在DNA的作用下完成在细菌体内的增殖的。
子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
　
　
DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的
结论
DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
DNA能复制、能控制蛋白质合成、具有连续性。
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。
DNA是唯一的遗传物质吗？
遗传物质的类型
烟草花叶病毒（TMV）
是遗传物质
RNA
【实验四、烟草花叶病毒感染实验】
DNA是噬菌体的遗传物质。
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
原核生物真核生物DNA和RNA均有，DNA是遗传物质。
绝大多数生物DNA是遗传物质。少数生物只有RNA一种核酸，RNA是遗传物质。
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
生物体遗传物质总结归纳：
1、有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）
DNA
2、无细胞结构的生物（即病毒）
DNA或RNA
核酸是生物的遗传物质，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，少数生物的遗传物质是RNA的。
总结
因此DNA是主要的遗传物质。
小
结
DNA是主要的遗传物质
核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？
说明DNA是遗传物质的实验证据：
▲
肺炎双球菌的转化实验:
DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
▲
噬菌体侵染细菌的实验:
DNA是遗传物质
说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据：
▲
烟草花叶病毒的重建实验
重点内容：
难点分布：分析推理；实验设计。
蛋白质一般不做遗传物质的原因?
不能够进行自我复制，受DNA控制
在染色体上的含量也不固定
结构也不稳定（易变性），不能遗传给后代
特例
朊（ruan）病毒不含有核酸，只含有蛋白质，故认为朊病毒的遗传物质是蛋白质
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，保持前后代的连续性
③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状
④能产生可遗传的变异