【課件】3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

1、第三章 基因的本質(zhì)第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對遺傳物質(zhì)的早期推測二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗三.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分主要組成成分蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和DNA。 孟德爾通過豌豆孟德爾通過豌豆實驗證明生物的實驗證明生物的性狀由性狀由遺傳因子遺傳因子控制控制摩爾根通過果蠅摩爾根通過果蠅實驗證明基因位實驗證明基因位于于染色體染色體上上遺傳物質(zhì)到底是蛋白質(zhì)還是DNA呢？問題探討 20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？儲存大量遺傳信息；準(zhǔn)確復(fù)制

2、并傳遞給下一代結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 但由于對但由于對DNA分子分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，人們認(rèn)為的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是遺是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。20世紀(jì)世紀(jì)20年代：年代： 蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成，接而成，排列順序多樣排列順序多樣，可，可能蘊含遺傳信息，能蘊含遺傳信息，認(rèn)為蛋白認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)質(zhì)是遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)世紀(jì)30年代：年代： DNA是由許多脫氧核苷是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。酸聚合而成的生物大分子。 通過確鑿的實驗證據(jù)向“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)” 這一觀點提出挑戰(zhàn)的，首先是美

3、國生物學(xué)家艾弗里。 而艾弗里的實驗又是在英國生物學(xué)家格里菲斯的實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 美國遺傳學(xué)家赫爾希和其助手蔡斯完成了另一有力實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)而非蛋白質(zhì)。 當(dāng)前觀點：DNA是遺傳物質(zhì)肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗格里菲思蔡斯和赫爾希艾弗里噬菌體侵染細(xì)菌的實驗2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對遺傳物質(zhì)的早期推測二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗三.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗1、兩種肺炎鏈球菌的比較二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗項目項目S型細(xì)菌型細(xì)菌SmoothR型細(xì)菌型細(xì)菌Rough菌落菌落菌體菌體有無毒性有無毒性表面光滑 表面粗糙 致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡無多糖類的莢膜2、格

4、里菲思肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗組別實驗過程結(jié)果分析1234注射R型活菌小鼠不死亡注射S型活菌小鼠死亡分離出S型細(xì)菌注射加熱致死的S型細(xì)菌小鼠不死亡S型細(xì)菌有毒R型細(xì)菌無毒R型與加熱致死的S型混合注射小鼠死亡，且體內(nèi)分離出S型活菌加熱致死的S型細(xì)菌失去毒性R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型 格里菲思推論： 已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)。 -轉(zhuǎn)化因子 二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗 R型菌 S型菌 轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子 S型菌 后代 轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？是多糖、脂類、蛋白質(zhì)、RNA還是DNA？二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗S型細(xì)菌多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA如何

5、確定以下物質(zhì)哪種是轉(zhuǎn)化因子？加法原理加法原理：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。 如如“比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解”科學(xué)方法加法原理自變量控制中的自變量控制中的“加法原理加法原理” 和和“減法原理減法原理” （教材（教材P46）與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素如：如： “比較過氧化氫在不同條件下的分解比較過氧化氫在不同條件下的分解” ，與，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeCl3溶液溶液、滴加肝臟研磨液滴加肝臟研磨液減法原理與常態(tài)相比，人為去除某種影響因

6、素與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì)，最終判斷出組特異性地去除了一種物質(zhì)，最終判斷出DNA是是轉(zhuǎn)化因子。轉(zhuǎn)化因子。2、艾弗里肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗組別處理步驟結(jié)果結(jié)論12345+R型活菌混合培養(yǎng)S型提取物，不做處理S型提取物+RNA酶S型提取物+蛋白酶S型提取物+酯酶S型提取物+DNA酶大量R型少量S型只有R型DNA是轉(zhuǎn)化因子，是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，而非蛋白質(zhì)。將死亡的將死亡的S型細(xì)菌破碎，去除大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)菌提取物。型細(xì)菌破碎，去除大

7、部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)菌提取物?；蛑亟MR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)：控制莢膜形成的X基因被破壞的S型細(xì)菌X基因吸附在R型細(xì)菌表面X基因進(jìn)入R型細(xì)菌重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌注意注意：只是：只是少數(shù)少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌型細(xì)菌拓展：基因重組體內(nèi)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化實驗體外體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化實驗科學(xué)科學(xué)家家格里菲思艾弗里及其同事培養(yǎng)培養(yǎng)場所場所對照對照設(shè)置設(shè)置實驗實驗結(jié)論結(jié)論聯(lián)系聯(lián)系小鼠體內(nèi)培養(yǎng)基將R型與S型細(xì)菌的毒性對照S型細(xì)菌各成分的作用進(jìn)行對照S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子讓RSDNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗材料相同；體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實

8、驗的基礎(chǔ)2DNA是主要的遺傳物質(zhì)一.對遺傳物質(zhì)的早期推測二.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗三.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗1. 實驗者： 赫爾希和蔡斯2. 實驗材料： T2噬菌體 專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，侵染大腸桿菌后利用宿主物質(zhì)進(jìn)行增殖，后將大腸桿菌裂解，釋放出大量噬菌體。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌去培養(yǎng)噬菌體。思考：如何給噬菌體標(biāo)記35S和32P？DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)3.實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)用該噬菌體侵染大腸桿菌檢測是蛋白質(zhì)還是DNA入侵了

9、大腸桿菌體內(nèi)，從而判斷誰是遺傳物質(zhì)。思考：分別用哪種放射性元素標(biāo)記蛋白質(zhì)和RNA？三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗4.實驗過程 標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基含35S的大腸桿菌大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基含32P的大腸桿菌 標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體T2噬菌體+含35S的大腸桿菌含32P的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗4.實驗過程 已標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌+混合后，短時間保溫。上清液：放射性很高沉淀物：放射性很低上清液：放射性很低沉淀物：放射性很高4.實驗過程攪拌：使吸附在大腸桿菌上的 與 分離開。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗大腸桿菌噬菌體檢測：離心： 使上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。子代噬菌體中無子代噬菌體中無35S子代噬菌體中有子代噬菌體中有32P三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗5.結(jié)論： 噬菌體侵染細(xì)菌時，DNA進(jìn)入到細(xì)菌中而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)只有DNA嗎？結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)RNA 分別侵染健康煙草植株得到全新病毒不能得到病毒 ： RNA蛋白質(zhì)患病不患病四、RNA是某些病