3.1 DNA是主要的遗传物质（课件）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

1 1866年 孟德尔发现遗传定律 遗传物质是蛋白质还是DNA? 2 1891年 科学家描述减数分裂全过程 3 1903年 萨顿假说：基因和染色体存在平行关系 5 20世纪中叶 染色体主要由 蛋白质和DNA组成 1909年 4 摩尔根证明： 基因在染色体上 一、对遗传物质的早期推测 1 人们已经认识到：各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 一、对遗传物质的早期推测 20世纪20年代 没发现其他大分子有类似的结构特点。 猜测：蛋白质是遗传物质 2 但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解。 人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。 20世纪30年代 认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 第一个通过确凿的实验证据向“遗传物质是蛋白质”的观点提出挑战的学者，是美国微生物学家埃弗里。 一、对遗传物质的早期推测 3 肺炎链球菌: 粗糙菌落(R) 光滑菌落(S) R型菌，在培养基上形成的菌落表面粗糙 R型菌缺乏荚膜，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭,因此无致病性 S型菌，在培养基上形成的菌落表面光滑 S型菌细胞壁外有一层多糖构成的荚膜，可以抵御吞噬细胞的吞噬，有致病性 实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思) 4 实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思) 第一组 第二组 第三组 (3)第一组、第二组实验的作用是什么? (1) 第二组中，从死亡小鼠体内分离出S型活细菌，说明什么? (2)如何解释第三组的实验结果? 对照实验 使小鼠死亡的确实是S型活细菌 加热可看作是灭菌，使S型活细菌死亡，因此不具有毒性，小鼠体内也确实没有肺炎链球菌 5 实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思) (1)依据第一组和第三组的实验结果，预测第四组的实验结果。 第一组 第三组 第四组 第四组 第四组实验的S型菌怎么来的呢？ ①死而复生？ ②R型菌转变来的？ ③为什么第一组的R型菌没有转变成S型菌？ 第四组与第一组的区别是什么？ 6 R型活细菌 加热杀死的S型细菌 无荚膜 无致病性 推断: 已经加热杀死的S型细菌中，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 遗传物质 无致病性 S型活细菌 有荚膜 有致病性 某种活性物质 7 如何设计实验寻找S型肺炎链球菌的遗传物质呢？ 聚焦S型肺炎链球菌 （DNA、RNA、蛋白质、脂质、多糖等) 哪一个是转化因子呢？ “做减法” 特异性地去除某一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。 （看去除该物质之后剩下的部分还能不能起到转化作用） 8 将加热致死的S型细菌破碎后，去除大部分糖类、蛋白质和脂质，得到细胞提取物。 实验二：肺炎链球菌(体外)转化实验 (20世纪40年代，艾弗里) 9 ①蛋白质、RNA、脂质不是S型细菌的遗传物质。 ②DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ③DNA只有保持分子结构稳定才能行使遗传功能。 实验二：肺炎链球菌(体外)转化实验 (20世纪40年代，艾弗里) 实验能得出怎样的结论? 10 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。 与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。 从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？ 例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。 例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。 实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯) 蛋白质 DNA 32P 35S T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,侵染大肠杆菌后就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。 赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。 小资料 12 含的噬菌体+大肠杆菌→上清液放射性____,沉淀物放射性____ 实验步骤：②让被标记噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌 实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯) 高 含的噬菌体+大肠杆菌→上清液放射性_____,沉淀物放射性_____ 高 低 低 13 思考：标记的一组，放射性同位素主要分布在上清液中， 标记的一组，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，说明了什么？ 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在了细胞外 14 思考：细菌裂解释放出的噬菌体当中可以检测到