【高中生物】DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件2022-2023學年高一下學期生物人教版必修2

第3章第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1提出“遺傳因子”并總結(jié)遺傳規(guī)律孟德爾2提出基因在染色體上的假說薩頓4實驗證明基因位于染色體上摩爾根遺傳物質(zhì)的探索科學家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質(zhì)5蛋白質(zhì)和DNA，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)？1、你認為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？遺傳物質(zhì)應(yīng)儲存大量遺傳信息（分子量要大，具多樣性）；可以準確地復(fù)制，并傳遞給下一代；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等等。將待定的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移給其他生物，觀察后代的性狀表現(xiàn)。2、你認為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？討論蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點占主導(dǎo)地位。一.對遺傳物質(zhì)的早期推測氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點。20世紀20年代蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀30年代人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子意識到DNA的重要性，但對DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認識?！拔覀儾环?！”艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯

DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)噬菌體侵染細菌的實驗肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗格里菲思艾弗里赫爾希蔡斯二.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實驗1.實驗材料：小鼠、兩種肺炎鏈球菌光滑（Smooth）有多糖莢膜有毒性S型細菌粗糙（Rough)無多糖莢膜無毒性R型細菌失去莢膜的保護，細菌容易被宿主免疫系統(tǒng)所清除肺炎鏈球菌R型菌（菌落粗糙）S型菌（菌落光滑）注射R型活細菌小鼠不死亡第一組注射S型活細菌小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌第二組注射加熱致死的S型細菌小鼠不死亡第三組小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌第四組將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實驗2.實驗過程：（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實驗3.分析實驗、得出結(jié)論：加熱殺死的S型細菌中，含有某種促R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的活性物質(zhì)——①對比第一、二組的實驗現(xiàn)象，這說明了什么？④什么因素使活R型細菌轉(zhuǎn)變成活的S型細菌？由于體內(nèi)有活的S型細菌的作用?；畹腞型細菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細菌。加熱殺死的S型細菌中的某種物質(zhì)使活的R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。②第四組小鼠為什么會死亡呢？③第四組活的S型細菌如何出現(xiàn)？S型活細菌會使小鼠死亡。

結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子課堂練習：關(guān)于格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗，下列敘述錯誤的是（）S型活細菌會導(dǎo)致小鼠死亡而R型活細菌不會致死R型細胞無莢膜，在培養(yǎng)基上生長成的菌落邊緣粗糙加熱殺死的S型細菌含有一種轉(zhuǎn)化因子，可使R型活細菌轉(zhuǎn)化成S型菌本實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)√多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……S型細菌思考：要確定“轉(zhuǎn)化因子”是什么，關(guān)鍵思路是什么？關(guān)鍵思路：把S型細菌的蛋白質(zhì)、DNA等待測物質(zhì)彼此分開，

單獨的、直接的觀察它們的作用。遺憾：格里菲斯的實驗只證實S型細菌含攜帶遺傳信息的“轉(zhuǎn)化因子”，卻沒弄清“轉(zhuǎn)化因子”到底是哪種物質(zhì)！方案一：將S菌各種待測物質(zhì)分離提純，分別與R菌混合培養(yǎng)，觀察結(jié)果；方案二：獲得S菌的細胞提取物，設(shè)法去除某種物質(zhì)后再與R菌混合培養(yǎng)，觀察結(jié)果?！?/p>

加特定自變量——

減特定自變量資料：艾弗里得知這個實驗后，敏感地意思到自己找到了一個解決“什么是遺傳物質(zhì)”問題的好實驗，他采用上述方案二進行新的實驗。第二至四組第五組第一組（二）艾弗里的肺炎鏈球菌（體外）轉(zhuǎn)化實驗有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+S型細菌混合R型細菌除去大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含DNA有R型細菌的培養(yǎng)液S型細菌的細胞提取液+S型細菌混合有R型細菌的培養(yǎng)液S型細菌的細胞提取液+混合DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）R型細菌只有R型細菌不足：無法徹底去除某種物質(zhì)，剩余物種類還很多。改進：利用酶解法除去特定物質(zhì)。DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；

（DNA是“轉(zhuǎn)化因子”）2.被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；注意：1.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，

同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；艾弗里實驗的結(jié)論：艾弗里的實驗引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出的純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。美國遺傳學家赫爾希和助手蔡斯提供了一個更有說服力的實驗：三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖

T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部核心是DNA。（課本45頁相關(guān)信息）1.噬菌體的結(jié)構(gòu)侵入別的細菌注入復(fù)制、合成吸附組裝釋放吸附注入復(fù)制、合成組裝釋放2.噬菌體侵染細菌的過程3.研究方法:——放射性同位素標記技術(shù)蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P

（含S）（含P）——若用32P標記，其DNA會有放射性——若用35S標記，其蛋白質(zhì)會有放射性關(guān)鍵：單獨觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用標記噬菌體方法：直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體?！料扰囵B(yǎng)細菌：在含有放射性同位素32P(或35S)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌；再培養(yǎng)噬菌體：用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，即可制備含32P(或35S)的噬菌體√在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S細菌裂解沉淀物的放射性很低上清液的放射性很高攪拌后離心35S標記的噬菌體與細菌混合35S標記的噬菌體4.實驗過程（一）用標記的噬菌體侵染未標記的細菌混合：攪拌：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。離心:結(jié)論：蛋白質(zhì)外殼沒有進入宿主細胞，在噬菌體遺傳中蛋白質(zhì)沒起作用。在新形成的部分噬菌體中檢測到32P細菌裂解沉淀物的放射性很高上清液的放射性很低攪拌后離心32P標記的噬菌體與細菌混合32P標記的噬菌體結(jié)論：噬菌體侵染細菌時，DNA進入宿主細胞中，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代DNA遺傳的，DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。4.實驗過程（二）親代噬菌體上清液(主要是噬菌體外殼)沉淀物(主要是被侵染的大腸桿菌)細菌裂解釋放出的子代噬菌體有無放射性35S-蛋白質(zhì)32P-DNA放射性高放射性低沒有檢測到35S放射性低放射性高檢測到32P1.

35S標記的一組，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性？2.

32P標記的一組，為什么上清液中出現(xiàn)了放射性？攪拌不充分，仍有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面a.保溫時間過短，部分噬菌體DNA還未侵染到細菌細胞內(nèi)；b.保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖，后子代噬菌體釋放出來；噬菌體侵染細菌的實驗——拓展思考：3.實驗?zāi)芊裼?2P和35S同時標記噬菌體？不能，同時標記會無法單獨觀察DNA和蛋白質(zhì)各自的作用。噬菌體侵染細菌進行增殖時，噬菌體的DNA復(fù)制及其蛋白質(zhì)合成需要原料、能量、酶、核糖體等條件，其中噬菌體DNA復(fù)制是由________提供了DNA模版；核苷酸、氨基酸等原料由__________提供；能量、酶由________提供；合成噬菌體蛋白質(zhì)是在_________的核糖體上合成。噬菌體細菌細菌細菌1、艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？

個體小，結(jié)構(gòu)簡單，細菌是單細胞生物，病毒無細胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。

繁殖快，細菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。2、從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？

艾弗里在每個實驗組中特異性地去除某種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實驗結(jié)果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細胞中含有的某種物質(zhì)（如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）科學方法：自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”加法原理:與常態(tài)相比，人為增加某種影響因素(自變量)減法原理:與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素(自變量)常態(tài)例一：分別增加三種自變量加法原理例二：常態(tài)用酶特異去除一種物質(zhì)減法原理四.RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNASARS病毒艾滋病病毒流感病毒

煙草花葉病毒(TMV)是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。感染煙草感染煙草出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實驗結(jié)論：煙草花葉病毒（RNA病毒）的遺傳物質(zhì)是RNA蛋白質(zhì)RNA分離

煙草花葉病毒（RNA和蛋白質(zhì)）煙草花葉病毒侵染實驗絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)，極少數(shù)