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必修2

本节聚焦 ●科学家是怎样证明DNA 是遗传物质的? ●为什么说DNA 是主要的遗传物质? ●通过对科学家揭示DNA 是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪此领 悟? DNA 是主要的遗传物质 思考1:现代采用什么方法进行亲子鉴定? 思考2:为什么DNA可以用来进行亲子鉴定? DNA是遗传物质 DNA鉴 定 摩尔根通过果蝇实验 证明：基因位于染色 体上。 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。 约翰逊给孟德尔的“ 遗传因子”命名为基 因。 一、对遗传物质的早期探索 20世纪中叶，科学家发现： 染色体主要是由DNA 和蛋白质组成的。 一、对遗传物质的早期探索 20世纪30年代，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。 但是，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P42 含氮碱基 A T G C 脱氧核糖核苷酸 脱氧 核糖 磷酸 比较 菌体特点 菌落特点 毒性 (动物实验) 有多糖 英膜 光滑 Smooth 有毒 人肺炎 小鼠败血症 R型细菌 无多糖 荚膜 Rough 无毒 二肺炎链球菌的转化实验P43 1.格里菲思，体内转化实验 实验材料： R 型和 S 型肺炎链球菌 S型 细 菌 第 三 组 第 二 组 第 一 组 实验过程： 注射加热 致死的S 型细菌 不死亡 死亡 不死亡 死亡 二肺炎链球菌的转化实验 将R型活细菌 与加热致死的 S型细菌混合 后注射 说明加热致死的 S型细菌无毒 说明R型细菌无 毒 说明S型细菌有 毒 注射R型 活细菌 注射S 型 活细菌 第四组 ? 已经被加热杀死的S型细菌，含有某种促使R 型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性 物质—“转 化 因 子”。( 教材P43) 二肺炎链球菌的转化实验 1.格里菲思，体内转化实验 实验结论： 二肺炎链球菌的转化实验 要确定“ 转化因子”是什么,关键思路是什么? 关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观 察它们的作用。 多糖 →脂质 →蛋白质 RNA DNA S型细菌 艾弗里证明DNA 是遗传物质的实验 二肺炎链球菌的转化实验 “转化因子”是DNA,DNA才是使R型细菌产生 稳定遗传变化的物质 混合 R型细菌 S型细菌 实验结论： 混合 R型细菌 S型细菌 蛋白酶(或RNA酶、酯酶) DNA 酶 二肺炎链球菌的转化实验 混合 只长R型细菌 S型细菌 的细胞 提取液 S型细菌 的细胞 提取液 S型细菌 的细胞 提取物 有R型 细菌的 培养液 有R型 细菌的 培养液 有R型 细菌的 培养基 第二至四组 第五组 第一组 十 十 十 在对照实验中，控制自变量可以采用“加法 原理”或“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”。例如，在“比较 过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对 照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl₃ 溶液、 滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减 法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验 中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而 鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 科学方法 由于技术的限制，难以将蛋白质和DNA 彻 底分开，得到的DNA仍含有0.02%的蛋白质。 因此科学界并不接受艾弗里的观点。 是否有更好的实验材料，可以不用经过人工提纯 DNA, 就能单独地去观察DNA 或蛋白质的作用 呢 ? 1952年赫尔希和蔡斯以工₂噬菌体为实验材料，利用放射性同位素 标记的新技术，完成了一个更有说服力的实验。 三、噬菌体侵染细菌的实验 玛莎·蔡斯 赫尔希 T2噬菌体是一种专门 寄生在大肠杆菌体内的 病毒，它的头部和尾部 的外壳都是由蛋白质构 成的， 头部含有DNA。 三、噬菌体侵染细菌的实验 认识噬菌体 T2噬菌体的模式图 蛋白质 头部 尾部 DNA 吸附 释放 注入某种物质 组装 合成核酸和蛋白质 吸附→注入→合成→组装→释放 噬菌体侵染大肠杆菌的过程 三、噬菌体侵染细菌的实验 三、噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记技术 (1)用哪些同位素标记DNA 和蛋白质? 蛋白质的组成元素：C、H、O、N、 S (标记35S) DNA 的组成元素：C 、H 、O 、N 、P ( 标 记 3 2P) 用35S 标记噬菌体的蛋白质， 用 32P 标记噬菌体的DNA。 (2)怎样用同位素分别标记DNA 和蛋白质? 用分别含有35S 和32P的培养基培养细菌； 02) 用噬菌体分别侵染上述细菌； 03) 制备分离只含35S或只含32P的噬菌体。 三、噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记技术 放射性 上清液 沉淀物 假说1:DNA 注入 35S标记蛋白质 有 无 32P标记DNA 无 有 假说2:蛋白 质注入 35S标记蛋白质 无 有 32P标记DNA 有 无 假说3:DNA和 蛋白质都注入 35S标记蛋白质 无 有 32P标记DNA 无 有 上清液的放射性很高 沉淀物的放射性很低 离心后 上清液的放射性很低 沉淀物的放射性很高 离心后 离心 搅拌 离心 搅拌 混合培养 被35s标记的 噬菌体 三、噬菌体侵染细菌的实验 被2P标记的 噬菌体 混合培养 实验过程 少量噬菌体外壳仍吸附在大肠杆菌 表面，使35S组的沉淀物带有放射性 使大肠杆菌破裂，子代噬菌体释放， 使32P组的上清液带有放射性 部分噬菌体未侵入大肠杆菌内，离心 后，使32P组的上清液带有放射性 部分噬菌体在细菌内大量繁殖，裂解 大肠杆菌，子代噬菌体释放，使32P组 的上清液带有放射性 注意事项： (1) 搅拌 搅拌充分 (2) 保温时间 保温时间适宜 搅拌不充分 搅拌过于剧烈 时间过短 时间过长 三、噬菌体侵染细菌的实验 三、噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌时，DNA 进入到细菌的细胞中，而 蛋白质外壳仍留在外面。可见，在噬菌体的生活史中， 子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA 遗传的。 DNA 是T₂噬菌体的遗传物质。 该实验能证明蛋白质不是遗传物质的观点吗? 实验结论 三、噬菌体侵染细菌的实验 四 、DNA 是主要的遗传物质 有些病毒(如烟草花叶病毒),它们不含有DNA ,只 含有蛋 白质和RNA。在这种情况下，RNA 就起着遗传物质的作用。 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA 。所以说DNA 是 主要的遗传物质。 流感病毒 SARS病毒 艾滋病病毒 五、本堂小结 L928 年格里菲思——体内转化实验 1944年艾弗里——体外转化实验 1952年赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验 烟草花叶病毒 转化因子 转化因子是DNA DNA是遗传物质 少数生物的遗 传物质是RNA DNA 是主 要的 遗传 物质 $$