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

DNA 是主要的遗传物质 20世纪30年代 对遗传物质的早期推测 科学家认识到 蛋白质 是由约20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。 20世纪20年代 科学家认识到 DNA 是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子 脱氧核苷酸有4种，每种有一个特定的碱基。 蛋白质是生物体 的遗传物质。 DNA是生物体的遗传物质 蛋白质和DNA， 谁是遗传物质? 肺炎双球菌体内转化实验 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒的转化实验 一、实验探究过程 实验材料： 两种肺炎双球菌 R型菌 菌落:粗糙， 无荚膜，无毒 多糖类荚膜 S型菌 菌落:光滑， 有荚膜，有毒，可致死 一. 肺炎双球菌体内转化实验（1928年格里菲斯） ［过程探究1］格里菲思的实验： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ［知识建构1 ］加热杀死的S型细菌中， 必然含有某种促成这一转化的活性物 质——“转化因子”。 ? 哪种物质是转化因子？ ①对比A.B组的实验现象，这说明了什么？ ④什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？ ? ? ? 由于体内有活的S型细菌的作用。 活的R型细菌变成了活的S型细菌。 加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生 了转化。 ［过程探究1］格里菲思的实验： ②D组小鼠为什么会死亡呢？ ③D组活的S型细菌如何出现？ ? 活的S型细菌使小鼠死亡。 ［实验设计］寻找转化因子： 在S型细菌中含有哪些物质？ 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 究竟哪一个才是转化因子呢？ 假如你是当时的科学家, 想要设计实验来证明转化 因子是什么物质，最关键 的设计思路是什么？ 讨论: 必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是转化因子。 ? 提出问题： 设计实验： 2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否有S型细菌出现. 1、从活的S型细菌中分离，提取出各种成分，(DNA、蛋白质和多糖 等物质) DNA\蛋白质和其他物质谁是“转化因子”? 作出假设： 进行实验 验证预测 预期效果： DNA是转化因子 只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌 分析结论 实验材料： 两种类型的肺炎双球菌(R型和S型) ［过程探究2］艾弗里的实验： 二. 肺炎双球菌体外转化实验（1944年 艾弗里） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ［过程探究2］艾弗里的实验： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ［过程探究2］艾弗里的实验： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ［过程探究2］艾弗里的实验分析： ? 只在A组中出现S型细菌,说明了什么? 只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌 ［知识建构2］ 证明DNA是转化因子，蛋白质不是转化因子；即DNA是遗传物质，而蛋白质不是。 ? 有没有可能是DNA上仍沾有的少量蛋白质是转化因子呢？ ? 有没有比细菌更为简单的实验材料？ T2噬菌体的结构模式图 T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA.. T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖. 小资料: T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA? ? 采用什么研究方法单独观察蛋白质与DNA的作用？ 放射性同位素标记法 DNA标记32P 蛋白质标记35S 在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明: 硫仅存在于蛋白质分子中, 99%的磷存在于DNA分子中. ? 讨论: ［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验： 三、 噬菌体侵染细菌的实验（1952年赫尔希和蔡斯） 标记噬菌体的方法： （1）、培养含放射性同位素的细菌 （2）、培养含放射性同位素的噬菌体 方法：分别用含有35S和32P的培养基培养细菌 结果： 一种细菌的蛋白质含有： 另一种细菌DNA含有： 35S 32P 方法：分别用含有35S和32P的细菌来培养噬菌体 结果： 分别得到了被35S和32P标记的噬菌体 （3）、用含放射性同位素的噬菌体侵染细菌 ［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验： 1）用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 蛋白质含35S的噬菌体 +细菌 (未标记) 上清液(T2噬菌 体颗粒) --含放射性物质35S 沉淀(被感染的细 菌和新形成的噬 菌体) --新形成的噬菌体中未检测到35S 说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内 离心 ［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验： 2）用放射性同位素32P标记噬菌体DNA DNA含32P 的噬菌体 +细菌 (未标记) 上清液(T2噬菌 体颗粒) --检测到极少32P 沉淀(被感染的细 菌和新形成的噬 菌体中) --检测到32P 说明DNA进入到细菌内 离心 噬菌体侵染细菌的动态过程： 侵入别的细菌 注入核酸 合成 组装 释放 吸附 注入 (DNA) 合成 组装 释放 吸附 ［知识建构3］ ? DNA是唯一的遗传物质吗？ 在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。 有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA, 只含有RNA和蛋白质。 在这种情况下，RNA和蛋白质哪个起着遗传物质的作用？ 若出现①结果则仅RNA是遗传物质； 若出现②结果则仅蛋白质是遗传物质； 若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物质 ①仅RNA能使烟草产生原样病斑 ②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑 ③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑 预测结果： （现象） 烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？ 提出问题： 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 作出假设： 思路:烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质 设计实验： 得出结论： 四、烟草花叶病毒的转化实验 是其遗传物质 RNA ［知识建构4］ 四、烟草花叶病毒的转化实验 生物体遗传物质总结 有细胞结构 均为DNA 无细胞结构(病毒) RNA 朊病毒: 艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒等 噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等: DNA ［知识建构5］ 真核生物 原核生物 蛋白质 生物体遗传物质总结 有细胞结构 均为DNA 无细胞结构(病毒) RNA 朊病毒: 艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒等 噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等: DNA ［知识建构5］ 真核生物 原核生物 蛋白质 [学习自测] 大多数生物以 DNA 为遗传物质， 少数生物以 RNA 为遗传物质， 所以 核酸 是一切生物的遗传物质， DNA 是主要的遗传物质。 肺炎双球菌体内转化实验 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒的转化实验 四个探究实验 课堂小结 结论：DNA是主要的遗传物质 课堂小结 列表比较DNA是主要的遗传物质的实验证据 肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 烟草花叶病毒侵染烟草实验 实验 原理 实验 结果 实验 结论 四个实验的共同点 从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质和多糖，分别与R型活细菌培养液混合培养 仅加入DNA，才能使R型活细菌转化为S型，且能遗传。用DNA酶处理的DNA不能转化 DNA是遗传物质,蛋白质等物质不是 用同位素32P标记DNA，35S标记蛋白质，来证明只有噬菌体的DNA进入细菌体内，完成遗传作用 带有同位素32P的DNA进入细菌内完成遗传作用 DNA是遗传物质 从烟草花叶病毒中提取RNA和蛋白质，分别感染烟草 只有RNA才能感染烟草 RNA是遗传物质 ①设计思路都是:设法把DNA(RNA)与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用的作用 ②都遵循了对照原则 本课理念——掌握科学家们科学探究的一般过程 提出问题 得出结论 分析结果 设计实验 作出假设 巩 固 提 高 1、关于肺炎双球菌转化实验的说法正确的是（ ） A、格里菲思转化实验使用了两种肺炎双球菌，其中S型细菌有毒，光滑。 B、艾弗里转化实验中，艾弗里提取的DNA为纯净的DNA C、R型细菌之所以转化为S型细菌，是由于S型细菌DNA进入了R型细菌并且成功表达,转化也是一种基因重组。 D、肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 C 2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是( ) A. 它的含量很少 B. 它不能自我复制 C. 它与新陈代谢无关 D.它的种类很多 B 3、地球上的一切生物的遗传物质都是 ( ) A.核酸 B.脱氧核糖核酸或核糖核酸 C.脱氧核糖核酸 D.脱氧核糖核酸和核糖核酸 A 4、判断题：（若是错误的，指出错处） 1）由于染色体位于细胞核内，所以生物的遗传 就是 指细胞核遗传。 2）噬菌体侵染细菌的时候，整个进入细菌的体内，其 蛋白质和DNA共同进行子代噬菌体的复制。 3）人的细胞中既有DNA也有RNA，因此DNA和RNA都 是人的遗传物质。 4）DNA的载体只有染色体。 答案： 1）X 3）X 4）X 2）X 5．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） A．R型肺炎双球菌 B．加热杀死后的R型肺炎双球菌 C．加热杀死后的S型肺炎双球菌 D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细 菌混合 6．用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌 解体后含32P的是（ ） A．子代噬菌体DNA B．子代噬菌体所有部分 C．子代噬菌体蛋白质外壳 D．子代噬菌体不含32P D A 7．噬菌体侵染细菌的过程中，能说明DNA分 子是遗传物质的关键步骤是（ ） ①噬菌体将自己的DNA注入到细菌体内 ②噬菌体的DNA利用细菌体内的成分复制 出DNA和蛋白质外壳 ③新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子 代噬菌体 ④释放子代噬菌体 A．①②　 B．③④ C．①④ D．②③ 8．噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ ） A．细菌 B．噬菌体 C．原噬菌体外壳降解 D．环境 　　 A A 某科研小组对禽流感病毒的遗传物质进行如下实验： 实验原理：略 实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。 材料用具：显微注射器、禽流感病毒核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶。 实验步骤：第一步 ； 第二步 在 的条件下培养； 第三步 分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生了禽流感病毒。 请将与实验相关的内容填入下表： 注射的物质 实验现象预测（有无禽流感病毒产生） 相关判断（禽流感病毒的遗传物质） 第一组 如果 ； 如果 ； 则 是遗传物质 则 是遗传物质 第二组 如果 ； 如果 ； 则 是遗传物质 则 是遗传物质 课后作业 谢谢！ 1997年，诺贝尔生理医学将授予了美国生命科学家普鲁西纳，因为他发现了一种全新的致病因子——朊病毒（疯牛病病毒）。发现其化学成分只有蛋白质，由此推断其遗传物质是 ________。 蛋白质 课堂延伸 $$