高中生物 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 課件

1、第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第3章 基因的本質(zhì)深圳第二外國語 謝瑤學(xué)習(xí)目標(biāo)1.闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。2.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。3.說明自變量控制中的加法原理和減法原理。4.認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程，認(rèn)同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。一、對遺傳物質(zhì)的早期推測孟德爾豌豆雜交實驗性狀是由遺傳因子控制的摩爾根果蠅實驗基因位于染色體上一、對遺傳物質(zhì)的早期推測DNA分子蛋白質(zhì)染色質(zhì)染色體哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)？遺傳物質(zhì)具有什么特點？能夠儲存大量遺傳信息能夠準(zhǔn)確復(fù)制自己，傳給下一代結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可以控制生物的性狀暫停、思考、表述一、對遺傳物質(zhì)的早期推測20世紀(jì)

2、20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子；氨基酸多種多樣的排列組合方式；可能蘊含著遺傳信息。20世紀(jì)30年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子；組成DNA的脫氧核苷酸有4種；每種脫氧核苷酸都有特定的堿基。由于對DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰了解，蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗 1、格里菲思（F.Griffith,英國）1928年（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗） （1）肺炎鏈球菌的兩種類型R型S型菌落表面粗糙（rough）沒有多糖類的莢膜，無致病性菌落表面光滑（smooth）有多糖類的莢膜，有致病性二、肺炎鏈球

3、菌的轉(zhuǎn)化實驗（2）格里菲斯實驗過程小鼠不死亡小鼠死亡小鼠不死亡S型活菌R型活菌加熱致死的S型菌體內(nèi)分離出S型活菌1.第一組第二組實驗作用是什么？2.第二組死亡小鼠體內(nèi)分離出S型活菌，說明了什么？3.如何解釋第三組實驗結(jié)果（即小鼠不死亡）？對照實驗使小鼠死亡的確實是S型活細(xì)菌加熱致死的作用原理： 蛋白質(zhì)和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80100 的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開;當(dāng)溫度降至55 以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)不能恢復(fù)活性。暫停、思考、討論二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗（2）格里菲斯實驗過程小鼠不死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠死亡S型活菌R型活菌加熱致死的S型菌R型活菌與

4、加熱致死的S型菌體內(nèi)分離出S型活菌體內(nèi)分離出S型活菌二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗R活菌 S活菌+S死細(xì)菌轉(zhuǎn)化（3）實驗結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子（遺傳物質(zhì)）。第四組實驗導(dǎo)致小鼠死亡是什么菌？活的S型細(xì)菌，從體內(nèi)分離出S型活菌為什么將R型活細(xì)菌和加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，會如何出現(xiàn)活的S型細(xì)菌？暫停、思考二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗（2）格里菲斯實驗小鼠不死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠死亡S型活菌R型活菌加熱致死的S型菌R型活菌與加熱致死的S型菌體內(nèi)分離出S型活菌體內(nèi)分離出S型活菌從格里菲思的實驗中，你學(xué)習(xí)了哪些實驗方法?實驗中要控

5、制單一變量設(shè)置對照組暫停、思考、表述二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗S型細(xì)菌的主要組成成分是什么？其中能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）是什么呢？R活菌 S活菌+S死細(xì)菌轉(zhuǎn)化在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。暫停、思考、討論、表述二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗條件限制，難以單獨提純，怎么辦？酶酶解法暫停、思考二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗2、艾弗里（O.Avery,美國）20世紀(jì)40年代（體外轉(zhuǎn)化實驗） 將加熱致死的S型菌破碎后，首先設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)

6、胞提取物。觀察什么？二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗2、艾弗里（O.Avery,美國）20世紀(jì)40年代（體外轉(zhuǎn)化實驗） 實驗結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗課本P46三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗DNA/蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？如何證明？親代子代注入遺傳物質(zhì)產(chǎn)生大量后代噬菌體中什么物質(zhì)從親代傳遞到子代，控制子代性狀？T2噬菌體（寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒）三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗噬菌體中什么物質(zhì)從親代傳遞到子代，控制子代性狀？注入遺傳物質(zhì)如何探測微觀世界物質(zhì)行蹤？標(biāo)記的是元素同位素標(biāo)記法/同位素示蹤法三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗注入遺傳物質(zhì)同位素標(biāo)記法標(biāo)記蛋白質(zhì)/DNA上什么元素，使

7、之區(qū)分開？DNA （C、H、O、N、P）（C、H、O、N、S）32P35S蛋白質(zhì)如何使噬菌體上的物質(zhì)被標(biāo)記？如何使大腸桿菌被標(biāo)記？先在含有放射性同位素培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再培養(yǎng)噬菌體。如何探測微觀世界物質(zhì)行蹤？暫停、思考、討論三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗放射性同位素標(biāo)記法（同位素示蹤法）。將DNA和蛋白質(zhì)分開，直接地單獨地去觀察它們各自的作用。1、實驗思路2、實驗方法32P標(biāo)記的噬菌體主要組成元素C、H、O、N、P35S標(biāo)記的噬菌體主要組成元素C、H、O、N、S三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗 培養(yǎng)帶標(biāo)記的噬菌體：3、實驗過程含放射性同位素35S培養(yǎng)大腸桿菌大腸桿菌35ST2噬菌體35S培養(yǎng)噬菌體含放射性

8、同位素32P培養(yǎng)大腸桿菌大腸桿菌32PT2噬菌體32P培養(yǎng)噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體侵染噬菌體將遺傳物質(zhì)注入大腸桿菌暫停、思考三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗親代噬菌體離心攪拌使吸附在大腸桿菌外的噬菌體分離使親子代噬菌體分離獲得含有子代噬菌體的大腸桿菌大腸桿菌子代噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗離心后攪拌后離心35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體離心后攪拌后離心32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合32P標(biāo)記的噬菌體被標(biāo)記的物質(zhì)具有放射性如果被標(biāo)記的物質(zhì)是遺傳物質(zhì)，便會進(jìn)入大腸桿菌大腸桿菌存在于沉淀中，那么沉淀便會具有進(jìn)入了大腸桿菌，那么大腸桿菌便具有放射性放射性

9、三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗預(yù)測放射性檢測結(jié)果A組（蛋白質(zhì)）的沉淀B組（DNA）的沉淀遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)遺傳物質(zhì)是DNA噬菌體被感染的大腸桿菌（含有子代噬菌體）強無放射性無放射性強A組沉淀放射性弱B組沉淀放射性強暫停、演繹三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗離心后攪拌后離心35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體離心后攪拌后離心32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合32P標(biāo)記的噬菌體沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低還要看子代放射性！在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S細(xì)菌裂解在新形成的噬菌體中檢測到35P細(xì)菌裂解三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗1952年，美國遺傳學(xué)家赫爾希（A.D.H

10、ershey）和蔡斯（M.C.Chase）以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行實驗。噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部。子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的,因此DNA是遺傳物質(zhì)。4、實驗分析:5、實驗結(jié)論:三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗噬菌體的結(jié)構(gòu)(噬菌體是病毒)病毒核酸蛋白質(zhì)（外殼或衣殼）（內(nèi)部）（DNA或RNA）病毒的增殖生活方式： 寄生 于活細(xì)胞中（不能用培養(yǎng)基來培養(yǎng)病毒）增殖過程： 吸附 注入 吸附 注入 合成 合成 組裝 組裝 釋放釋放 三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗1.保溫時間過長或過短會對實驗結(jié)果造成什么影響？2.攪拌時間過短會對

11、實驗結(jié)果造成什么影響？保溫時間過長或過短，兩組實驗放射性都主要出現(xiàn)在上清液中。兩組放射性都主要出現(xiàn)在沉淀物中。暫停、思考、表述三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細(xì)菌實驗實驗者思 路分離方式結(jié) 論設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨地研究它們遺傳功能。證明DNA是遺傳物質(zhì)。酶解法:分別加入到R型菌中同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)。格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”三個經(jīng)典實驗對比暫停、總結(jié)、表述四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)煙草花葉病毒 左：正常煙葉 右：病葉1、煙草花葉病毒侵染實驗如果讓你設(shè)計證明RNA也是遺傳物質(zhì)，你會怎么做？暫停、思考、討論四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)蛋白質(zhì)RNA 分別侵染健康煙草植株