3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件高一下學(xué)期生物人教版必修22

第三章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1909年：摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明：基因位于染色體上。19世紀(jì)中期：孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由遺傳因子控制。1903年：薩頓通過對(duì)蝗蟲細(xì)胞觀察得出假說：基因位于染色體上。20世紀(jì)中期：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分：DNA和蛋白質(zhì)?；虻淖穼び浨榫安牧弦?0世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成。這兩種物質(zhì)，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物界激烈的討論你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？①儲(chǔ)存大量的遺傳信息②可以準(zhǔn)確地復(fù)制，并傳遞給下一代③結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等一1.20世紀(jì)20年代

——蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)氨基酸的多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)含著遺傳信息2.20世紀(jì)30年代后——DNA才是遺傳物質(zhì)基本單位：脫氧核糖核苷酸

對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)是蛋白質(zhì)！是DNA“我們表示懷疑！”艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯探究一：首先向“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)”提出挑戰(zhàn)的科學(xué)家有哪些？二031928年格里菲思---肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）1944年艾弗里---肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）基礎(chǔ)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.科學(xué)家：格里菲思【英】2.實(shí)驗(yàn)材料：肺炎鏈球菌、小鼠項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落菌體有無致病性表面光滑

表面粗糙可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡無多糖類的莢膜（一）格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

敗血癥

敗血癥（septicemia），是指細(xì)菌進(jìn)入血液循環(huán)，并在其中生長繁殖、產(chǎn)生毒素而引起的全身性嚴(yán)重感染。臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、嚴(yán)重毒血癥狀、皮疹瘀點(diǎn)、肝脾腫大和白細(xì)胞數(shù)增高等。分革蘭陽性球菌敗血癥、革蘭陰性桿菌敗血癥和膿毒敗血癥。以抗生素治療為主，輔以其他治療方法。預(yù)防措施為避免皮膚粘膜受損，防止細(xì)菌感染。知識(shí)拓展不死亡死亡不死亡死亡注射R型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌注射加熱致死的S型細(xì)菌將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射3.格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)說明加熱致死的S型細(xì)菌無毒說明S型細(xì)菌有毒說明R型細(xì)菌無毒說明R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌對(duì)照原則、單一變量原則R型活細(xì)菌+S型死菌S型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化某種物質(zhì)S型活細(xì)菌繁殖格里菲思的實(shí)驗(yàn)推斷了:究竟是什么物質(zhì)呢轉(zhuǎn)化因子弗雷德里克·格里菲思（Frederick

Griffith）4.格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論①加熱殺死的S型細(xì)菌含有某種促成R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型活細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。②這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌R型細(xì)菌含量的變化情況如圖所示(1)ab段R型細(xì)菌數(shù)量減少的原因是____________________________________________________________。(2)bc段R型細(xì)菌數(shù)量增多的原因是_____________________________________________________________________________________________。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由______________________________而來的。小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體，致使R型細(xì)菌數(shù)量減少b之前，已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細(xì)菌大量繁殖R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繁殖R型活細(xì)菌+加熱致死的S型細(xì)菌注射死亡，分離出S型活細(xì)菌小鼠DNA蛋白質(zhì)

RNA脂質(zhì)多糖1.尋覓“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么？2.你有什么樣的設(shè)計(jì)思路，關(guān)鍵是什么？關(guān)鍵思路：S型細(xì)菌組分圖探究三：將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分開,單獨(dú)、直接地觀察它們的作用。1234(二)艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(視頻)1.實(shí)驗(yàn)者：艾弗里2.實(shí)驗(yàn)材料：肺炎鏈球菌首先明確S型細(xì)菌的粗提取液具有轉(zhuǎn)化能力然后通過一定的方法逐步去除粗提取液中的某種成分。如果去除某種成分后喪失轉(zhuǎn)化能力，則去除的成分是轉(zhuǎn)化必需成分如果去除某種成分后仍保持轉(zhuǎn)化能力，則去除的成分是轉(zhuǎn)化非必需成分第一組有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+第二至四組有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+混合混合第五組有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+混合DNA酶S型細(xì)菌R型細(xì)菌S型細(xì)菌R型細(xì)菌只長R型細(xì)菌對(duì)照原則、單一變量原則3.肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。（2）蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。蛋白酶（或RNA酶、酯酶）2.各種不同酶的功能是？該實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了酶的？①去除細(xì)胞提取物中的特定物質(zhì)，來驗(yàn)證其是否為轉(zhuǎn)化因子②專一性3.加DNA酶后只長R型菌說明什么問題？說明細(xì)胞提取物中的轉(zhuǎn)化因子很可能就是DNA。1.該實(shí)驗(yàn)的自變量為？因變量為？對(duì)照是？自變量：添加酶的種類因變量：培養(yǎng)基中細(xì)菌的種類對(duì)照是：第一組（空白對(duì)照）分析實(shí)驗(yàn)：應(yīng)用場景：對(duì)照實(shí)驗(yàn)中自變量的處理加法原理：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素，研究它對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。（eg.比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)）科學(xué)方法自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”減法原理：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素。

（eg.艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）S型菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因進(jìn)入R型菌重組R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌

蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫后，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性無法恢復(fù)。知識(shí)拓展

R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)：基因重組注意：只是少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)細(xì)菌在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)對(duì)照R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的致病性對(duì)照S型細(xì)菌各組成成分的作用進(jìn)行對(duì)照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)，與用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化每個(gè)實(shí)驗(yàn)組用酶解法特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較1.實(shí)驗(yàn)者：赫爾希和蔡斯2.實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)為什么？①是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。②頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有DNA。③在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下進(jìn)行繁殖,原料來自大腸桿菌。④

子代噬菌體從宿主細(xì)胞裂解釋放。

1.吸附2.注入3.合成4.組裝5.釋放

噬菌體侵染大腸桿菌過程：吸附注入合成組裝釋放蛋白質(zhì)DNA（C、H、O、N、S）（C、H、O、N、P）35S32P3.實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法噬菌體是病毒，無法單獨(dú)在培養(yǎng)基上存活，應(yīng)用含被標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體探究：怎樣標(biāo)記噬菌體呢？能否用14C和3H標(biāo)記噬菌體?（1）培養(yǎng)帶標(biāo)記的噬菌體：含放射性同位素35S培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌大腸桿菌（含35S）T2噬菌體（含35S）培養(yǎng)噬菌體含放射性同位素32P培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌大腸桿菌（含32P）T2噬菌體（含32P）培養(yǎng)噬菌體4.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程①用35S和32P分別標(biāo)記大腸桿菌②用未標(biāo)記的T2噬菌體侵染已標(biāo)記的大腸桿菌35S標(biāo)記的噬菌體用35S標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無35S不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。上清液放射性很高說明T2噬菌體中的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入大腸桿菌。沉淀物放射性很低攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。（2）35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌：32P標(biāo)記的噬菌體說明T2噬菌體中的DNA進(jìn)入了大腸桿菌。說明DNA是真正的遺傳物質(zhì)子代噬菌體中含32P用32P標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高上清液放射性很低培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過短，部分噬菌體還未侵染細(xì)菌；培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。（3）32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌：35S標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體上清液沉淀物子代噬菌體結(jié)論放射性高放射性低無放射性放射性高放射性低有放射性DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)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。4.實(shí)驗(yàn)分析:5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:（1）用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因6.實(shí)驗(yàn)誤差原因分析由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。

①保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。②保溫時(shí)間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液。（2）用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因③攪拌過于劇烈，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離

心后分布于上清液。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)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(dú)地研究它們遺傳功能。證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。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),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(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(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對(duì)比SARS病毒（HIV）COVID--19埃博拉病毒目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。情景材料二：思考：

只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？二、RNA是遺傳物質(zhì)的證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)RNA分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒RNA蛋白質(zhì)三、煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)拓展--重建實(shí)驗(yàn)TMV2RNA2蛋白質(zhì)2蛋白質(zhì)1+RNA2TMV2TMV1RNA1蛋白質(zhì)1蛋白質(zhì)2+RNA1TMV1：結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)項(xiàng)目核酸遺傳物質(zhì)類型核苷酸種類堿基種類類型核苷酸種類堿基