DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件高一下學(xué)期生物人教版必修212

第三章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期推測1909年：摩爾根通過果蠅實驗證明：基因位于上。19世紀(jì)中期：孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀是由控制。1909年：約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”一詞起了個新名字20世紀(jì)中期：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分：。遺傳因子基因染色體DNA和蛋白質(zhì)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。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。20世紀(jì)20年代20世紀(jì)30年代沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點。蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)對DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認識。

蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位一、對遺傳物質(zhì)的早期推測“我們表示懷疑！”艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯首先向“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)”提出挑戰(zhàn)的是誰？他做了什么實驗？二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思艾弗里肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1.科學(xué)家：格里菲斯【英】2.實驗材料：肺炎鏈球菌、小鼠項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無毒性表面光滑

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二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗不死亡死亡不死亡死亡注射R型活細菌注射S型活細菌注射加熱致死的S型細菌將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射說明加熱致死的S型細菌無毒說明S型細菌有毒說明R型細菌無毒說明R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗組別實驗過程實驗結(jié)果1R型活細菌小鼠不死亡2S型活細菌小鼠死亡3S型死菌小鼠不死亡4R型活細菌+S型死菌小鼠死亡思考(1)格里菲思實驗自變量是什么?因變量是什么？自變量：給小鼠注射的細菌種類及是否有活性；因變量：小鼠是否能存活及體內(nèi)是否有活的S菌。(2)該實驗遵循了什么原則？對照原則、單一變量原則（3）1.2組實驗對照，說明了什么？R型細菌無致病性，無毒。S型細菌有致病性，能使小鼠死亡。（4）2.3組的實驗，說明了什么？加熱殺死的S型細菌無致病性。二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗組別實驗過程實驗結(jié)果1R型活細菌小鼠不死亡2S型活細菌小鼠死亡3S型死菌小鼠不死亡4R型活細菌+S型死菌小鼠死亡(5)第4組中的小鼠為什么死亡了？由于體內(nèi)有活的S型細菌的作用(6)第4組活的S型細菌如何出現(xiàn)？活的R型細菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細菌。(7)什么使活R型細菌轉(zhuǎn)變成活的S型細菌？加熱殺死的S型細菌使活的R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化?；頡死S活S活性物質(zhì)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思推論：已經(jīng)加熱殺死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化成為S型活細菌的活性物質(zhì)------轉(zhuǎn)化因子格里菲思肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲思艾弗里肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗●“當(dāng)我讀到格里菲思的結(jié)果時，我開始對“轉(zhuǎn)化因子”的化學(xué)本質(zhì)感興趣，于是我和我的同事們開始了用培養(yǎng)基去替代小鼠實驗……”----摘自《對引起肺炎雙球菌形態(tài)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的化學(xué)特性的研究》(艾弗里等)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗

加熱殺死的S型菌體內(nèi)含有多種物質(zhì)，究竟誰是轉(zhuǎn)化因子？S型細菌多糖多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……S型死菌二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗多糖

脂類

蛋白質(zhì)

RNA

DNA加熱殺死的S型細菌實驗思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨、直接地觀察它們的作用?！懊附夥ā保瑢⑽镔|(zhì)一個個排除，通過觀察剩余提取物的轉(zhuǎn)化活性來尋找轉(zhuǎn)化因子去除二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗

實驗過程：破碎加熱殺死的S型細菌，設(shè)法去除絕大部分的糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，獲得S型細菌的細胞提取液細胞提取液中含有轉(zhuǎn)化因子，而轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA。

實驗結(jié)論：除此之外，本實驗還能得出蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗過程歸納結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗S型細菌的細胞提取物（含DNA、RNA、蛋白質(zhì)等）去掉蛋白質(zhì)去掉RNA去掉DNA自變量控制中的

加法原理：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素。減法原理：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素。①常溫放置H2O2溶液②90℃加熱③加2滴FeCl3溶液④加2滴H2O2酶二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗

體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗科學(xué)家培養(yǎng)場所實驗結(jié)論聯(lián)系小鼠體內(nèi)培養(yǎng)基（體外）加熱致死的S型細菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，使得R型→S型DNA是“轉(zhuǎn)化因子”或DNA是遺傳物質(zhì)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)格里菲思艾弗里及其同事思維碰撞思考：有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨去觀察它們的作用呢？1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。

阿爾弗雷德·赫爾希（AlfredHershey）和助手瑪莎·蔡斯（女）（MarthaChase）的這項研究分享1969年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。三、噬菌體侵染細菌實驗1.實驗者：

外殼：蛋白質(zhì)核酸：DNA噬菌體T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的DNA病毒。3.實驗材料：2.實驗方法：赫爾希、蔡斯放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體、大腸桿菌DNA蛋白質(zhì)C、H、O、N、SC、H、O、N、P35S32P思考1：分別用哪種放射性元素標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA？思考2：如何給噬菌體標(biāo)記35S和32P？噬菌體侵染細菌的過程三、噬菌體侵染細菌實驗4.實驗過程①標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基含35S的大腸桿菌大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基含32P的大腸桿菌②標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體T2噬菌體++含35S的大腸桿菌含32P的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體三、噬菌體侵染細菌實驗4.實驗過程③已標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌++混合后，短時間保溫。④攪拌：使吸附在大腸桿菌上的與分離開。大腸桿菌噬菌體⑤離心：使上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。三、噬菌體侵染細菌實驗組別第一組實驗（35S標(biāo)記蛋白質(zhì)）第二組實驗（32P標(biāo)記DNA）假設(shè)1：蛋白質(zhì)進入，DNA未進入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______假設(shè)2：DNA進入，蛋白質(zhì)未進入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______假設(shè)3：DNA和蛋白質(zhì)都進入上清液放射性_______沉淀物放射性_______上清液放射性_______沉淀物放射性_______較低較高較高較低較高較低較低較高較低較高較低較高4.實驗過程三、噬菌體侵染細菌實驗4.實驗過程⑥檢測：三、噬菌體侵染細菌實驗上清液：放射性很高沉淀物：放射性很低上清液：放射性很低沉淀物：放射性很高⑥檢測：子代噬菌體中無35S子代噬菌體中有32P含35S的T2噬菌體含32P的T2噬菌體大腸桿菌大腸桿菌++5.結(jié)論：噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌中而蛋白質(zhì)外殼留在細胞外。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。與假設(shè)2的預(yù)期結(jié)果相符4.實驗過程三、噬菌體侵染細菌實驗這個實驗結(jié)果能不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？提示：不能。因為蛋白質(zhì)外殼并沒有進入大腸桿菌細胞，既不能說明它是遺傳物質(zhì)，也不能說明它不是遺傳物質(zhì)。攪拌對35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌實驗結(jié)果的影響三、噬菌體侵染細菌實驗實驗誤差分析：三、噬菌體侵染細菌實驗攪拌不充分理論上上清液沉淀物其中一個大腸桿菌實際上35S標(biāo)記的一組，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因?qū)嶒炚`差分析：保溫時間對32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌實驗結(jié)果的影響三、噬菌體侵染細菌實驗實驗誤差分析：三、噬菌體侵染細菌實驗保溫時間長理論上上清液沉淀物若該大腸桿菌有一個噬菌體侵入實際上部分釋放出來釋放未來得及侵染實際上保溫時間短32P標(biāo)記的一組，上清液中出現(xiàn)少量放射性的原因?qū)嶒炚`差分析：三、噬菌體侵染細菌實驗不能，因為放射性檢測時只能檢測到放射部位，不能確定是哪種元素的放射性；若用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體，則上清液和沉淀物中均會具有放射性，無法判斷噬菌體遺傳物質(zhì)的成分。思考：實驗?zāi)懿荒苡?2P和35S同時標(biāo)記噬菌體？肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗相同點對照原則實驗思路不同點處理方式檢測結(jié)果的方式實驗結(jié)論酶解法同位素標(biāo)記法相互對照設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨、直接地研究各自的作用。證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗與噬菌體侵染細菌實驗的比較觀察菌落的類型檢測放射性的位置結(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：RNA蛋白質(zhì)病斑無病斑證明RNA是遺傳物質(zhì)的實驗1.實驗材料：大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)，少部分病毒以RNA為遺傳物質(zhì)。因此說，DNA是主要遺傳物質(zhì)。2.實驗過程：煙草花葉病毒（只有蛋白質(zhì)和RNA組成）埃博拉病毒新冠病毒COVID--19SARS病毒艾滋病病毒少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA流感病毒【知識鏈接】課堂小結(jié)（DNA和RNA）（大多數(shù)病毒，如T2噬菌體）真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA細胞生物非細胞生物DNADNARNA（煙草花葉病毒、新冠病毒流感病毒和HIV）病毒生物隨堂練習(xí)1.在轉(zhuǎn)化實驗中，S型細菌的DNA使小鼠死亡(

)

×

2.下列關(guān)于肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述，正確的是（

）A.第④組死亡小鼠身上分離得到的S型活細菌是由S型死細菌轉(zhuǎn)化而來的。B.加熱殺死的S型細菌能使小鼠的體細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化C.第④組實驗，只有部分R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌D.在轉(zhuǎn)化過程中，加熱殺死的S型細菌中的轉(zhuǎn)化因子沒有進入R型活細菌

C

隨堂練習(xí)1、肺炎鏈球菌感染小鼠后，其合成蛋白質(zhì)的場所是小鼠細胞的核糖體。

（

）2、將S型細菌的DNA與R型活細菌混合培養(yǎng)，一段時間后培養(yǎng)基中會有兩種菌落。（

）3、艾弗里的實驗結(jié)論是DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，理由是只有DNA才能是R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。（

）4、加熱殺死后的S型細菌的DNA已經(jīng)全部斷裂，失去活性。（

）5、如果把S型細菌的DNA提取出來直接注射小鼠體內(nèi)，也能從