3.1DNA是主要的遗传物质课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.1 DNA是主要的遗传物质 1 提出遗传因子 总结遗传规律 孟德尔 2 把遗传因子命名为基因 约翰逊 3 提出基因在染色体上的假说 萨 顿 4 实验证明基因位于染色体上 摩尔根 20世纪中叶科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质 5 DNA ? 蛋白质 肺炎链球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希、蔡斯） 体内转化实验（格里菲思） 体外转化实验（艾弗里） 格里菲思 艾弗里 赫尔希 蔡斯 证明“DNA是遗传物质”的经典实验 1.格里菲思--体内转化实验 ①实验材料： R型、S型肺炎链球菌和小鼠 比较 菌落特点 菌体特点 致病性（毒性） S型 细菌 R型 细菌 无 光滑Smooth 粗糙 Rough 有多糖类的荚膜 无多糖类的荚膜 有，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 肺炎链球菌的转化实验 小鼠不死亡 （第一组） 小鼠死亡 （第二组） S型 活细菌 小鼠不死亡 （第三组） 小鼠死亡 （第四组） S型 活细菌 注射R型 活细菌 注射S型 活细菌 注射加热致死的S型细菌 将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射 说明R型细菌无毒 说明S型细菌有毒 说明加热致死的S型细菌无毒 说明？ 肺炎链球菌的转化实验 1.格里菲思--体内转化实验过程 5 思考：（1）对比第1、2组的实验现象，说明了什么？ （2）对比第2、3组的实验现象，说明了什么？ （3） 第4组是谁导致小鼠死亡？ R型活细菌不会使小鼠死亡（无毒性），S型活细菌可使小鼠死亡（有毒性） 加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡（加热致死的S菌无毒性） 1.格里菲思--体内转化实验分析 肺炎链球菌的转化实验 S型活细菌 Who is the  real killer ? 思考： R型菌 S型菌 转化因子 S型菌 增殖 加热杀死的 S型菌 1.格里菲思--体内转化实验分析 肺炎链球菌的转化实验 （4）推测第4组小鼠体内分离出的S型活菌从哪来？是死而复生了吗？ 不是，可能是由R型细菌转化而来 S细菌中，哪种物质是转化因子呢？ Who is the  real killer ? 实验结论：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” 。 2.艾弗里--体外转化实验 肺炎链球菌的转化实验 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA…… 多糖 蛋白质 RNA DNA 脂质 S型细菌 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。 2.艾弗里--体外转化实验 肺炎链球菌的转化实验 由于当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。 因此可用酶解法，将物质单个排除，观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。 含R型细菌的培养基 分别加入 R型细菌？ S型细菌？ 观察菌落产生情况 加法原理 含R型细菌的培养基 提取液 全部加入 加入酶除去特定物质 R型细菌？ S型细菌？ 观察菌落产生情况 减法原理 多糖 蛋白质 RNA DNA 脂质 S型细菌 多糖 脂质、蛋白质 RNA、DNA等 多糖 蛋白质 RNA DNA 脂质 S型细菌 多糖 脂质、蛋白质 RNA、DNA等 科学方法 —“加法原理”和“减法原理”（P46） 减法原理 加法原理 含义：与常态比较，人为增加某种影响因 素的称为“加法原理”。 举例：比较过氧化氢在不同条件下的分解 含义：与常态比较，人为去除某种影响因 素的称为“减法原理”。 举例：“艾弗里的肺炎链球菌转化实验” 每个实验组特异性去除了一种物质， 从而鉴定出DNA是遗传物质。 对照组 实验组 实验组 实验组 对照组 实验组 实验组 2.艾弗里--体外转化实验 肺炎链球菌的转化实验 有R型细菌的培养液 加热致死的S型细菌的细胞提取物 + 有R型细菌的培养液 加热致死的S型细菌的细胞提取物 + 混合 混合 有R型细菌的培养液 加热致死的S型细菌的细胞提取物 + 混合 S型细菌 R型细菌 只长R型细菌 第1组 第1至4组 第5组 S型细菌 R型细菌 DNA酶 蛋白酶\RNA酶\酯酶 实验结论： “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 比较肺炎链球菌的转化实验 项目 肺炎链球菌体内转化实验 肺炎链球菌体外转化实验 科学家 培养细菌 体内培养 体外培养 观察指标 实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种促使R型活菌转化为S型活菌的活性物质——“ ” 是S型细菌的遗传物质 蛋白质等其他物质不是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是 ； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有 ，体外转化实验进一步说明 ； ③实验设计都遵循 原则 小鼠 培养基 转化因子 DNA 某种“转化因子” “转化因子”是DNA R型和S型肺炎链球菌 对照原则、单一变量 小鼠是否死亡及体内是否有活的S菌 培养基中菌落类型 格里菲思 艾弗里 1.在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,将无毒性的R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,小鼠死亡,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所作的下列推测中,不合理的是(    ) A.S型细菌的毒性可能与多糖荚膜有关 B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导荚膜的合成 C.加热致死的S型细菌,其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌 D 2.格里菲思利用小鼠进行肺炎链球菌的转化实验。下列相关结论，错误的是 (      )   A.证明了DNA是遗传物质          B.说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌   C.说明R型活细菌是无毒性的      D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的 A 有没有比细菌结构更为简单的实验材料？ 赫尔希 实验者： 赫尔希、蔡斯 实验材料： T2噬菌体 一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 实验方法： 放射性同位素标记 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，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 有 来自外界的质疑： 噬菌体侵染实验 玛莎·蔡斯 1.选用T2噬菌体做实验材料的优点？ (1)结构简单： 无细胞结构，只有核（DNA）和蛋白质外壳 (2)繁殖快： 病毒短时间内可大量繁殖 (3)严格寄生生物： 专门寄生在大肠杆菌体内 尾部 头部 DNA 蛋白质 噬菌体侵染实验 噬菌体侵染实验 2.噬菌体侵染大肠杆菌过程 吸附 注入 合成 组装 释放 噬菌体侵染实验 T2噬菌体✮ T2噬菌体增殖的场所是哪里？ 增殖产生子代的遗传物质来自？ 所需原料、主要条件有哪些？ 由谁提供？ 只能是大肠杆菌细胞内 T2噬菌体 宿主细胞——大肠杆菌 总结： T2噬菌体增殖过程中： T2噬菌体只提供遗传物质作为模板 合成子代所需场所、原料、酶、ATP等都由大肠杆菌提供 脱氧核苷酸、氨基酸、酶、ATP等 噬菌体侵染实验 3.用哪些同位素标记DNA和蛋白质? 用35S标记噬菌体的蛋白质， 用32P标记噬菌体的DNA。 蛋白质的组成元素： DNA 的组成元素： C、H、O、N、S C、H、O、N、P （标记 35S ） （标记 32P） 噬菌体侵染实验 (1)能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？为什么？ 不能 噬菌体是病毒，其生命活动离不开活细胞，无法单独在培养基上存活 (2)如何标记噬菌体？ 01 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。 噬菌体侵染实验过程 离心 离心 搅拌 搅拌 混合培养 混合培养 被35S标记的 噬菌体 被32P标记的 噬菌体 上清液的放射性很高 上清液的放射性很低 沉淀物的放射性很低 沉淀物的放射性很高 噬菌体侵染实验 标记部位 35S标记的蛋白质 32P标记的DNA 放射性情况 上清液 很高 很低 沉淀物 很低 很高 子代噬菌体 没有检测到35S 检测到32P 1、两组实验大肠杆菌内放射性的分布情况说明？ 亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体，蛋白质则没有 蛋白质外壳未进入大肠杆菌中，DNA进入到大肠杆菌中 2、子代噬菌体有标记的DNA，却没有标记的蛋白质。说明？ 实验结论： DNA是T2噬菌体的遗传物质 噬菌体侵染实验 注意事项： （1）搅拌 搅拌不充分 搅拌过于剧烈 时间过短 时间过长 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 搅拌充分 保温时间适宜 DNA是主要的遗传物质 DNA是生物界唯一的遗传物质吗？ 科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA，没有DNA，比如烟草花叶病毒。 烟草花叶病毒示意图和电镜照片 为了弄清这种病毒中遗传物质是蛋白质还是RNA，科学家进行了烟草花叶病毒的感染实验。 RNA是遗传物质的实验证据 RNA是遗传物质的实验证据 1、 烟草花叶病毒侵染烟草的实验 蛋白质 RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到全新病毒 不能得到病毒 RNA 蛋白质 结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。 RNA RNA是遗传物质的实验证据 2、烟草花叶病毒（TMV）重建实验 结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。 RNA RNA是遗传物质的实验证据 RNA病毒还有： 新冠病毒 艾滋病病毒 流感病毒 ...... DNA是主要的遗传物质 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA。所以说DNA是主要的遗传物质。 注意：对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质 如具体到某种生物来说，遗传物质就是DNA或RNA 课堂小结 $$