DNA是主要的遺傳物質(zhì) 課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

1．下圖甲?。@性基因?yàn)锳，隱性基因?yàn)閍）和乙病（顯性基因?yàn)锽，隱性基因?yàn)閎）兩種遺傳病系譜圖。已知II1不是乙病基因的攜帶者（不考慮X、Y同源區(qū)段），下列敘述中不正確的是（

）A．甲病是常染色體上顯性基因控制的遺傳病B．乙病的致病基因位于X染色體上C．Ⅲ1與Ⅲ5結(jié)婚生出患病男孩的概率是1/8D．Ⅲ1與Ⅲ4結(jié)婚生出患甲病女孩的概率是1/4D2．甲?。ㄓ肁或a表示）是一種未知的遺傳病，乙?。ㄓ肂或b表示）是紅綠色盲，下圖為某家系的系譜圖，沒有突變發(fā)生。下列選項(xiàng)正確的是（

）A．甲病為伴X染色體隱性遺傳病B．III1的乙病致病基因不可能來自I1C．II3與I2基因型相同的概率是1/3D．若II3與II4再生一個女孩，同時患兩病的概率為1/9B第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)11866年孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳定律遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA?21891年科學(xué)家描述減數(shù)分裂全過程31903年薩頓假說：基因和染色體存在平行關(guān)系520世紀(jì)中葉染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成1909年4摩爾根證明：基因在染色體上科學(xué)家的足跡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？這個問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。問題探討1.你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)應(yīng)能夠儲存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制，并傳遞給下一代，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等等。2.你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的

可行方法有哪些?例如，將特定的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移給其他生物，觀察后代的性狀表現(xiàn)等。DNA蛋白質(zhì)染色質(zhì)

染色體由于對DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。人們認(rèn)識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。20世紀(jì)20年代氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代一、對遺傳物質(zhì)的早期推測要通過實(shí)驗(yàn)證明遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)或是其他物質(zhì)，最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？

必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思艾弗里艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）了解肺炎鏈球菌1.肺炎鏈球菌是一種能引起人的肺炎和呼吸系統(tǒng)疾病的細(xì)菌。對小鼠也有極大的殺傷力，使小鼠患肺炎，并發(fā)敗血癥死亡。20世紀(jì)初，肺炎大爆發(fā)，美國每年有5萬人因肺炎去世。而引發(fā)肺炎的罪魁禍?zhǔn)资欠窝祖溓蚓?。肺炎鏈球?.肺炎鏈球菌的種類項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落菌體毒性表面光滑

（Smooth）表面粗糙（rough）小鼠不致死可使小鼠致死多糖類的莢膜為什么R型細(xì)菌不致病？1928年，格里菲思以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，研究肺炎鏈球菌的致病情況。格里菲思的小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所用的兩種肺炎鏈球菌格里菲思(F.Griffith)微生物學(xué)家格里菲思的小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程共同體學(xué)習(xí)：閱讀課本P43，思考并討論以下問題：1.根據(jù)第一、二組實(shí)驗(yàn)，你能得出什么樣的結(jié)論？2.根據(jù)第二、三組實(shí)驗(yàn)，你能得出什么樣的結(jié)論？3.第四組實(shí)驗(yàn)中為什么會出現(xiàn)活的S型細(xì)菌？（二）格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)第二組注射R型活細(xì)菌小鼠不死亡第一組小鼠死亡，分離出S型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌小鼠不死亡第三組注射加熱致死的S型細(xì)菌小鼠死亡，分離出S型活細(xì)菌第四組R型活細(xì)菌+加熱致死S型細(xì)菌對照原則、單一變量原則1.對比第一、第二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么？R型活細(xì)菌不會使小鼠死亡，而S型活細(xì)菌可使小鼠死亡。2.對比第二、第三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么？加熱致死的S型細(xì)菌不會使小鼠死亡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析3.

第四組小鼠為什么會死亡？體內(nèi)分離出的S型細(xì)菌從哪里來？猜想1：S型細(xì)菌死而復(fù)生。猜想2：R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。4.

這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型活細(xì)菌的后代也是有毒性的S型細(xì)菌，又說明了什么？轉(zhuǎn)化的性狀可以穩(wěn)定遺傳加熱致死的S型細(xì)菌使部分活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化，變成了活的S型細(xì)菌，使小鼠死亡。體內(nèi)分離出的S型細(xì)菌由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來。R型菌S型菌

轉(zhuǎn)化因子S型菌

后代5.在殺死的S型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)？哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？如何才能在這些物質(zhì)中將它找出來呢？多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)S型細(xì)菌資料：已知在80-100℃溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會被破壞，但當(dāng)溫度降低到55℃時，DNA的結(jié)構(gòu)會恢復(fù)，蛋白質(zhì)不會。（三）艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

實(shí)驗(yàn)材料：

自變量：

因變量：

找到轉(zhuǎn)化因子是什么？培養(yǎng)基、R型活細(xì)菌、S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物、各種酶加熱殺死的S型細(xì)菌中各種物質(zhì)的成分R型細(xì)菌是否被轉(zhuǎn)化①第一組中加熱致死后的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是培養(yǎng)皿中長出了S型活細(xì)菌。這說明什么？②實(shí)驗(yàn)中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？③第一至四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么既有R型細(xì)菌，又有S型細(xì)菌？共同體學(xué)習(xí)：閱讀課本P44，思考并討論以下問題：（三）艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.制備S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液S型細(xì)菌死亡的S型細(xì)菌S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液加熱致死破碎，使用酶除去絕大部分糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)提取物中含有少量蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA、DNA。

蛋白質(zhì)和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性無法恢復(fù)。用酶解法分別去除細(xì)胞提取液中各種成分后，觀察S細(xì)菌提取液能否將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路（三）艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.實(shí)驗(yàn)過程有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液+S型細(xì)菌R型細(xì)菌有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液+S型細(xì)菌R型細(xì)菌混合混合有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液+混合只長R型細(xì)菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。對照原則、單一變量原則①第一組中加熱致死后的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是培養(yǎng)皿中長出了S型活細(xì)菌。這說明什么？

S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA、DNA）中含有某種促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的物質(zhì)-轉(zhuǎn)化因子。②實(shí)驗(yàn)中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？加入蛋白酶是為了證明實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的不是蛋白質(zhì)；加入RNA酶是為了證明實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的不是RNA；加入酯酶是為了證明實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的不是酯類物質(zhì)。③第一至四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么既有R型細(xì)菌，又有S型細(xì)菌？

S型細(xì)菌中的轉(zhuǎn)化因子只能使部分R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析④第五組，用DNA酶處理S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液之后再與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，為什么培養(yǎng)皿中只有R型細(xì)菌？DNA酶能水解DNA，從而破壞了DNA分子的結(jié)構(gòu)，使其喪失轉(zhuǎn)化功能。DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)結(jié)

論⑤S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物中已經(jīng)去除了蛋白質(zhì)，那么加入蛋白酶的這一組實(shí)驗(yàn)是否多余？不多余，并未徹底去除，提取物中去除的是大部分蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)。后面再加入酶，可以保證與R型細(xì)菌反應(yīng)的S型細(xì)菌提取液中不含有S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)等物質(zhì)?；蛑亟MR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原理：S型細(xì)菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的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X基因控制R型細(xì)菌形成莢膜注意：只是少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌知識拓展轉(zhuǎn)化率極低減法原理加法原理含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeC13溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組科學(xué)方法——自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)細(xì)菌在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)對照R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的致病性對照S型細(xì)菌各組成成分的作用進(jìn)行對照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)，與用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實(shí)驗(yàn)，說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化每個實(shí)驗(yàn)組用酶解法特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較1.格里菲思用肺炎鏈球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，關(guān)于實(shí)驗(yàn)的結(jié)論錯誤的是(

)A.說明了肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNAB.說明了R型活細(xì)菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌C.說明了R型活細(xì)菌是無毒性的D.說明了加熱致死的S型細(xì)菌是無毒性的A2.如圖表示某生物興趣小組做的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)BA.DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌的DNAB.結(jié)果1中S型肺炎鏈球菌占絕大多數(shù)C.該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)D.結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌

但是，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。因?yàn)榘ダ飳?shí)驗(yàn)中無法真正去除蛋白質(zhì)，可能仍存在少量的蛋白質(zhì)。有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)去觀察它們的作用呢？三、噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)（一）了解噬菌體①成分只有蛋白質(zhì)和DNA②一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，僅能在大腸桿菌內(nèi)繁殖。③繁殖時，僅將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在體外。侵入別的細(xì)菌合成組裝釋放吸附注入吸附，注入，合成，組裝，釋放1.T2噬菌體侵染細(xì)菌的過程2.為什么選擇T2噬菌體來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？選材的原因：①結(jié)構(gòu)簡單。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。②繁殖快。細(xì)菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。③便于實(shí)驗(yàn)控制變量。T2噬菌體在繁殖時，僅將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在體外。三、噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)（二）赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)赫爾希蔡斯阿弗雷德·赫希與另外兩位科學(xué)家獲得1969年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，理由是“發(fā)現(xiàn)確認(rèn)病毒的遺傳結(jié)構(gòu)”。不過，瑪莎·蔡斯卻無緣獲得此獎項(xiàng)。哪一種物質(zhì)進(jìn)入了大腸桿菌體內(nèi)？DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？放射性元素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進(jìn)行放射性標(biāo)記實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法組成元素蛋白質(zhì):DNA：C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P能不能用3H、14C標(biāo)記噬菌體？能不能同時用32P和35S標(biāo)記噬菌體？如何標(biāo)記噬菌體？三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)蛋白質(zhì)被35S標(biāo)記的噬菌體DNA被32P標(biāo)記的噬菌體在含35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌在含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌未標(biāo)記的T2噬菌體標(biāo)記T2噬菌體感染感染得到得到1.實(shí)驗(yàn)過程標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心并檢測放射性檢測子代噬菌體的放射性短時間保溫?zé)o放射性標(biāo)記的細(xì)菌使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，侵染細(xì)菌。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體離心后離心后上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低細(xì)菌裂解細(xì)菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S在新形成的部分噬菌體中檢測到32P用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌在攪拌器中攪拌、離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合噬菌體分別被35S或32P標(biāo)記攪拌后離心攪拌后離心2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果噬菌體侵染細(xì)菌時，DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞，而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。攪拌不充分理論上上清液沉淀物其中一個大腸桿菌實(shí)際上35S標(biāo)記的一組，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因思考討論保溫時間長理論上上清液沉淀物該大腸桿菌有噬菌體侵入實(shí)際上部分釋放出來釋放未來得及侵染實(shí)際上保溫時間短①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。思考討論32P標(biāo)記的一組，上清液中出現(xiàn)少量放射性的原因T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體上清液沉淀物子代噬菌體結(jié)論放射性高放射性低無放射性放射性高放射性低有放射性

蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞

DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中

DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)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)煙草花葉病毒（TMV）只含蛋白質(zhì)和RNA患病不患病四、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證明五、DNA是主要的遺傳物質(zhì)這句話的含義是：①絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)凡是有DNA的生物凡是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物②極少數(shù)生物沒有DNA，只有RNA一種核酸，則RNA是遺傳物質(zhì)，

如