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

第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 1 导入新课 19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 控制的？ 基因 导入新课 20世纪初期，摩尔根通过果蝇杂交实验证明了：基因在________上。 染色体 导入新课 20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由 ___________组成。 蛋白质 DNA 染色体 蛋白质 、DNA 导入新课 蛋白质和DNA， 到底谁是遗传物质? 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代 (1)观点： 蛋白质是生物体的遗传物质。 (2)理由： ①它是大约20种的氨基酸组成的。 ②氨基酸有多种的排列顺序，可能蕴含有遗传信息。 2.20世纪30年代 一、对遗传物质的早期推测 (1)观点： (2)对DNA分子的认识： DNA是遗传物质的观点占主导地位。 ①DNA分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 ②脱氧核苷酸的排列顺序千变万化，可能蕴藏着遗传信息。 一、对遗传物质的早期推测 有两个经典实验可证明 遗传物质是DNA还是蛋白质呢？ 设计实验证明它的实验设计思路是？ 把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用 肺炎链球菌转化实验 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 艾弗里确定转化因子的体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 一、对遗传物质的早期推测 证明DNA是遗传物质的经典实验 肺炎链球菌体内转化实验 1 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 2 3 肺炎链球菌体外转化实验 1.实验材料： 二、肺炎链球菌体内转化实验 两种肺炎链球菌、小鼠 R型菌 （菌落粗糙、无毒性） S型菌 （菌落光滑、有毒性） (Rough) (Smooth) 多糖类荚膜 （具有保护作用） 1.实验材料： 二、肺炎链球菌体内转化实验 S、R型细菌的区别 菌落 荚膜 毒性 R型菌 粗糙 荚膜 S型菌 光滑 荚膜 无 有 无毒 有毒 菌落粗糙 菌落光滑 2.实验过程 二、肺炎链球菌体内转化实验 ①R型菌 ②S型菌 ③ 加热 杀死 + 混合 ④R型菌 S型菌 2.实验过程 二、肺炎链球菌体内转化实验 3.实验结论 二、肺炎链球菌体内转化实验 加热杀死的S型菌中，存在某种“转化因子”，促使R型菌转化为S型菌。 思考1：S型细菌的主要组成成分是什么？其中能使R型细菌转化为S型细菌的物质（转化因子）是什么呢？ 思考2：如何设计实验找出转化因子？ 提示：设法将S型菌的各成分分开，分别观察各种成分的作用。 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 1.设计思路 把S型菌的DNA和蛋白质、糖类等分开，单独地、直接地观察它们的作用。 2.实验过程 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 2.实验过程 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 3.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 4.加法原理 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 5.实验结论 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 实验表明，细胞提取物中含有前文所述的转化因子，而转化因子很可能就是 DNA。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与 DNA 的极为相似，于是艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 三、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，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。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 那要怎样设计才能让人无可挑剔呢？ 1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。 四、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。 选材原因： T2噬菌体结构简单，只有蛋白质和DNA构成。 成分只有蛋白质和DNA。 仅能在大肠杆菌内繁殖。 繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。 T2噬菌体的模式图 2.噬菌体侵染细菌的过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 2.噬菌体侵染细菌的过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 侵染别的细菌 注入 合成 组装 释放 吸附 3.实验方法 四、噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记法 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） DNA 蛋白质 32P DNA 蛋白质 35S 4.让噬菌体带上标记的方法 四、噬菌体侵染细菌的实验 培养大肠杆菌 培养T2噬菌体 噬菌体-蛋白质（35S） 32P 35S 培养大肠杆菌 培养T2噬菌体 大肠杆菌（32P） 噬菌体-DNA（32P） 大肠杆菌（35S） 先用含有35S（32P）的培养基培养大肠杆菌，然后再用含有标记的大肠杆菌培养噬菌体。 5.实验过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 5.实验过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 被35S标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合 被32P标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合 搅拌 离心 （目的） 保温培养一段时间后 5.实验过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 35S标记组 32P标记组 子代噬菌体中无放射性 子代噬菌体中有放射性 5.实验过程 四、噬菌体侵染细菌的实验 四、噬菌体侵染细菌的实验 5.实验过程 【问题1】实验中搅拌和离心的目的是什么？ 【问题2】离心后上清液、沉淀物分别是什么？ 搅拌：使噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离 上清液是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物是大肠杆菌及其细胞内的噬菌体。 离心：使上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下较重的大肠杆菌。 6.结果与误差分析 四、噬菌体侵染细菌的实验 分组 放射性的位置 子代放射性的有无 结果分析 对比实验 32P标记组 主要在沉淀物中 有 32P－DNA从亲代遗传给了子代 35S标记组 主要在上清液中 无 35S－蛋白质外壳未从亲代遗传给子代 ①在35S标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性是因为搅拌不充分，噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开。 ②在32P标记的组，上清液中会含有较低的放射性是因为保温时间过长或过短。时间过短噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌，时间过长噬菌体使细菌裂解，被释放出来了。 7.实验结果与结论分析 四、噬菌体侵染细菌的实验 ◇蛋白质没有进入细菌细胞，不能从亲代遗传给子代； ◇DNA进入到细菌的细胞中，能从亲代遗传给子代； DNA是遗传物质。 结论： 结果： DNA是唯一的遗传物质吗？ 流感病毒 烟草花叶病毒 五、烟草花叶病毒感染实验 1.烟草花叶病毒 烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。 2.实验过程 五、烟草花叶病毒感染实验 蛋白质外壳 RNA 3.实验结论 五、烟草花叶病毒感染实验 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 六、DNA是主要的遗传物质 RNA病毒:常见病毒 DNA病毒:T2噬菌体 原核生物 真核生物 遗传物质是DNA 遗传物质是RNA DNA和RNA均有 DNA是主要的遗传物质 非细胞生物病毒 细胞 生物 生物 结论： 课堂小结 课堂反馈 A 1.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 2.“DNA是主要的遗传物质”是指（ ） A．遗传物质的主要载体是染色体 B．大多数生物的遗传物质是DNA C．细胞里的DNA大部分在染色体上 D．染色体在遗传上起主要作用 B 课堂反馈 D 3．肺炎链球菌的转化实验，不能证明的是（ ） A．DNA是遗传物质　　 　 B． DNA控制蛋白质的合成 C．蛋白质不是遗传物质　 D．染色体是遗传物质的主要载体 课堂反馈 A 4．用噬菌体去感染体内含32P的细菌细胞，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 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $$