【高中生物】DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件2022-2023學(xué)年高一下學(xué)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?tīng)?提出基因在染色體上的假說(shuō)薩頓4實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上摩爾根遺傳物質(zhì)的探索科學(xué)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(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)應(yīng)儲(chǔ)存大量遺傳信息（分子量要大，具多樣性）；可以準(zhǔn)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(rèn)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(diǎn)占主導(dǎo)地位。一.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。沒(méi)發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。20世紀(jì)20年代蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代人們認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子意識(shí)到DNA的重要性，但對(duì)DNA結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰認(rèn)識(shí)?！拔覀儾环　卑ダ锖諣栂８窭锓扑疾趟?/p>

DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思艾弗里赫爾希蔡斯二.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)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(xì)菌粗糙（Rough)無(wú)多糖莢膜無(wú)毒性R型細(xì)菌失去莢膜的保護(hù)，細(xì)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(xì)菌小鼠不死亡第一組注射S型活細(xì)菌小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌第二組注射加熱致死的S型細(xì)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(xì)菌第四組將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（一）格里菲思的肺炎鏈球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.分析實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)——①對(duì)比第一、二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這說(shuō)明了什么？④什么因素使活R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成活的S型細(xì)菌？由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用?；畹腞型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細(xì)菌。加熱殺死的S型細(xì)菌中的某種物質(zhì)使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。②第四組小鼠為什么會(huì)死亡呢？③第四組活的S型細(xì)菌如何出現(xiàn)？S型活細(xì)菌會(huì)使小鼠死亡。

結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子課堂練習(xí)：關(guān)于格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列敘述錯(cuò)誤的是（）S型活細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡而R型活細(xì)菌不會(huì)致死R型細(xì)胞無(wú)莢膜，在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)成的菌落邊緣粗糙加熱殺死的S型細(xì)菌含有一種轉(zhuǎn)化因子，可使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型菌本實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)√多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……S型細(xì)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(xì)菌的蛋白質(zhì)、DNA等待測(cè)物質(zhì)彼此分開(kāi)，

單獨(dú)的、直接的觀察它們的作用。遺憾：格里菲斯的實(shí)驗(yàn)只證實(shí)S型細(xì)菌含攜帶遺傳信息的“轉(zhuǎn)化因子”，卻沒(méi)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(cè)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(xì)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(gè)實(shí)驗(yàn)后，敏感地意思到自己找到了一個(gè)解決“什么是遺傳物質(zhì)”問(wèn)題的好實(shí)驗(yàn)，他采用上述方案二進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+S型細(xì)菌混合R型細(xì)菌除去大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含DNA有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液+S型細(xì)菌混合有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液+混合DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）R型細(xì)菌只有R型細(xì)菌不足：無(wú)法徹底去除某種物質(zhì)，剩余物種類還很多。改進(jìn)：利用酶解法除去特定物質(zhì)。DNA是使R型細(xì)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(xì)菌又有S型細(xì)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(shí)驗(yàn)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，

同時(shí)證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中無(wú)法真正提取出的純DNA來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。美國(guó)遺傳學(xué)家赫爾希和助手蔡斯提供了一個(gè)更有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)：三.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)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(yè)相關(guān)信息）1.噬菌體的結(jié)構(gòu)侵入別的細(xì)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(xì)菌的過(guò)程3.研究方法:——放射性同位素標(biāo)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(biāo)記，其DNA會(huì)有放射性——若用35S標(biāo)記，其蛋白質(zhì)會(huì)有放射性關(guān)鍵：?jiǎn)为?dú)觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用標(biāo)記噬菌體方法：直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)噬菌體?！料扰囵B(yǎng)細(xì)菌：在含有放射性同位素32P(或35S)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌；再培養(yǎng)噬菌體：用上述細(xì)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(méi)有檢測(cè)到35S細(xì)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(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程（一）用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌混合：攪拌：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)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(méi)有進(jìn)入宿主細(xì)胞，在噬菌體遺傳中蛋白質(zhì)沒(méi)起作用。在新形成的部分噬菌體中檢測(cè)到32P細(xì)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(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合32P標(biāo)記的噬菌體結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞中，子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代DNA遺傳的，DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。4.實(shí)驗(yàn)過(guò)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(xì)菌裂解釋放出的子代噬菌體有無(wú)放射性35S-蛋白質(zhì)32P-DNA放射性高放射性低沒(méi)有檢測(cè)到35S放射性低放射性高檢測(cè)到32P1.

35S標(biāo)記的一組，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性？2.

32P標(biāo)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(xì)菌表面a.保溫時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體DNA還未侵染到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)；b.保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖，后子代噬菌體釋放出來(lái)；噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)——拓展思考：3.實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裼?2P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體？不能，同時(shí)標(biāo)記會(huì)無(wú)法單獨(dú)觀察DNA和蛋白質(zhì)各自的作用。噬菌體侵染細(xì)菌進(jìn)行增殖時(shí)，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(xì)菌細(xì)菌細(xì)菌1、艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

個(gè)體小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無(wú)細(xì)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(xì)菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。2、從控制自變量的角度，艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是什么？在實(shí)際操作過(guò)程中最大的困難是什么？

艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除某種物質(zhì)，然后觀察在沒(méi)有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)（如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）科學(xué)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(shí)驗(yàn)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(shí)，會(huì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)，極少數(shù)