1.1 DNA是主要的遗传物质 第1课时（教学课件）生物沪科版必修2

第1章 遗传的分子基础 第1节 DNA是主要的遗传物质（第1课时） 1 本节学习目标 1、肺炎链球菌转化实验 2、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 3、烟草花叶病毒重建实验 4、生物遗传物质的归纳总结 思考：亲代和子代极其相似的原因是什么？ 亲代将遗传物质遗传给子代 思考：遗传物质具有什么特点，其本质是什么？ 3. 结构和性质比较稳定，稳定性 2. 可精确自我复制并遗传给后代，连续性 1. 可储存大量遗传信息，多样性 遗传物质的特点 4. 可以控制生物的性状（蛋白质的合成） 遗传物质的化学本质 蛋白质？ 核酸？ 思考：遗传物质是蛋白质还是核酸呢？ 蛋白质 基本单位：常见的20种氨基酸 核酸 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 DNA基本单位：4种脱氧核苷酸 科学家通过实验探究：遗传物质是什么？ 实验一：肺炎链球菌转化实验（格里菲斯和艾弗里） 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 实验三：烟草花叶病毒重建实验（弗伦克尔 ·康拉特 和 威廉姆斯） 肺炎链球菌体外转化实验 肺炎链球菌体内转化实验 实验一：肺炎链球菌转化实验（格里菲斯和艾弗里） 格里菲斯 艾弗里 实验一：肺炎链球菌转化实验（格里菲斯和艾弗里） 两种肺炎双球菌的特点 实验一：肺炎链球菌转化实验（格里菲斯和艾弗里） 肺炎链球菌体内转化实验（格里菲斯） 如何解释这一现象？ 活的R型菌+死的S型菌→活的S型菌 加热杀死的 S型菌中的某种物质 R型活菌 S型活菌 转化 “转化因子”？ 【思考】如何进一步通过实验确定加热杀死的S型菌中的哪种物质是“转化因子”？ 实验一：肺炎链球菌转化实验（格里菲斯和艾弗里） 肺炎链球菌体外转化实验（艾弗里） 【实验结论】 “转化因子”是DNA，肺炎链球菌的遗传物质是DNA 【意义】首次证明了DNA可作为遗传物质 艾弗里的遗憾 艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。艾弗里在1955年去世，最终无缘诺贝尔奖。 有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去研究它们的作用呢？ 11 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 赫尔希 蔡斯 利用放射性同位素标记技术 另一个有说服力的实验 T2噬菌体 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） T2噬菌体结构模式图 T2噬菌体是一种寄生于细菌的DNA病毒 【思考】观察左图，说出T2噬菌体的化学成分？ 认识细菌病毒——噬菌体 DNA 与 蛋白质 观看上述视频，观察进入大肠杆菌细胞内的是T2噬菌体的DNA还是蛋白质？ 14 吸附 注入 合成 组装 释放 噬菌体借尾丝吸附在细菌表面 把DNA注入到细菌细胞 利用细菌的化学成分、酶和核糖体合成出子代噬菌体的DNA、蛋白质 新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体 细菌解体，释放出噬菌体 结论：亲代T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞，指导子代T2噬菌体的形成。 思考：该过程是微观的，无法直接观察。科学家们是如何知晓的？ 15 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 哪一种物质进入了大肠杆菌体内？ DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？ 同位素分别标记DNA和蛋白质 选择什么元素进行放射性标记？ 蛋白质: DNA： C、H、O、N、S C、H、O、N、P 【思考】用哪种元素的同位素进行标记，才能更好地区分蛋白质与DNA，独立地研究它们的作用？ 巧用放射性同位素标记技术（同位素标记法） 用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质 （未标记的蛋白质中为无放射性的32S） 用放射性同位素32P标记噬菌体DNA （未标记的DNA中含无放射性的31P） 35S 31P 32S 32P 标记蛋白质，未标记DNA的T2噬菌体 标记DNA，未标记蛋白质的T2噬菌体 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 巧用放射性同位素标记技术（同位素标记法） 第一步：用35S和32P分别标记噬菌体蛋白质和DNA 第二步：用标记后的噬菌体分别侵染不含放射性同位素的大肠杆菌 和大肠杆菌混合培养 32P标记噬菌体 和大肠杆菌混合培养 35S标记噬菌体 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 实验过程 第三步：搅拌离心 和大肠杆菌混合培养 35S标记噬菌体 上清液：噬菌体未侵入细菌的部分 沉淀物：较重的、被侵染的大肠杆菌 实验二：T2噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯） 实验过程 19 第四步：测定上清液和沉淀物中的放射性 和大肠杆菌混合培养 35S标记噬菌体 上清液中放射性很高 沉淀物中几乎无放射性 子代噬菌体无35S 和大肠杆菌混合培养 32P标记噬菌体