3.1DNA是主要的遗传物质课件-2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

2022/12/26 1 必修二 遗传与进化 杂交 杂交 自交 自交 第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论。 1.你认为遗传物质可能具有什么特点？ 遗传物质能够储存大量遗传信息； 准确复制并传递给下一代； 控制生物的性状和新陈代谢； 结构比较稳定，可发生突变，亦遗传 给后代。 讨论 2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? 分离特定的物质能否遗传给下一代；同位素标记法，分离提纯法等。 你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? 例如，将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等等。科学家为了证明也做了很多实验，今天我们就跟随科学家的步伐一起进行学习。 4 20世纪20年代： 蛋白质是由多种（21种）氨基酸连接而成的生物大分子。 氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 大多数科学家认为： 蛋白质是生物体的遗传物质 20世纪30年代： DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子（4种），组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每种脱氧核苷酸都有特定的碱基。 但由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 一、对遗传物质的早期推测 19世纪中期：孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制。 1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体 上。 1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体 上。 20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分：DNA和蛋白质。 艾弗里 赫尔希 格里菲思 向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁？ 蔡斯 DNA 蛋白质 染色体 蛋白质是遗传物质 蛋白质(氨基酸)多种多样 DNA（结构不清楚） 1946年诺贝尔化学奖：证明酶的本质是蛋白质。在当时对蛋白质的研究很热门，蛋白质是遗传物质占主流观点！ 而由于对DNA的结构没有清晰的了解，核酸权威专家认为DNA是单调重复的分子，无特异性，缺乏信息携带能力。 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 菌体 有无毒性 表面光滑 Smooth 表面粗糙 rough 有（可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡） 无（不致病） （一）肺炎链球菌 二、肺炎链球菌的体内转化实验 1928年，格里菲思 实验材料： 小白鼠和R型、S型肺炎链球菌 败血症（septicemia），是指细菌进入血液循环，并在其中生长繁殖、产生毒素而引起的全身性严重感染。临床表现为发热、严重毒血症状、皮疹瘀点、肝脾肿大和白细胞数增高等。分革兰阳性球菌败血症、革兰阴性杆菌败血症和脓毒败血症。以抗生素治疗为主，辅以其他治疗方法。预防措施为避免皮肤粘膜受损，防止细菌感染。 肺炎链球菌体内转化实验过程 8 实验中控制单一变量和设置对照组。 自变量：注射的菌种类型 因变量：小鼠的存活情况 无关变量：小鼠的生理状况、菌种注射计量等 格里菲思实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么? 格里菲思是如何设计实验的？ 可遗传 第4组 R型活菌+加热杀死S型菌 S型活菌+R型活菌 已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——“转化因子” 推断 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA…… 多糖 蛋白质 RNA DNA 脂质 S型细菌 “谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质” 实验思路：把S型细菌的各种物质分开，单独、直接地观察它们的作用。 艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物（直接分离法），观察能否使得R型细菌发生转化。 三、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里和他的同事） 实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。DNA是遗传物质。 实验同时说明：蛋白质等物质不是遗传物质，DNA的水解产物也不是遗传物质。 S型菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型菌 X基因吸附在R型菌表面 X基因进入R型菌 重组 R型菌转化成S型菌 蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。 注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌 R型细菌转化为S型细菌的本质： 基因重组 13 　　1.实际情况：由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA。有没有可能是DN