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2

第三章第1節(jié)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)前情回顧：名人榜孟德爾1866年提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律約翰遜1909年把“遺傳因子”命名為基因薩頓1903年提出基因在染色體上的假說摩爾根1909年實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上DNA?蛋白質(zhì)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)20世紀(jì)中葉問題探討

蛋白質(zhì)和DNA這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。如果你是當(dāng)時(shí)的一位科學(xué)家，你會(huì)支持哪種觀點(diǎn)呢？思考1：遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)應(yīng)能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息；可以準(zhǔn)確地復(fù)制，并傳遞給下一代；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等任務(wù)一：了解科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)①20世紀(jì)20年代由于對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。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。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)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(diǎn)。

蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。②20世紀(jì)30年代資料鏈接：肺炎鏈球菌項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落莢膜毒性表面光滑Smooth表面粗糙rough小鼠不致死可使小鼠致死有無第三組不死亡注射加熱致死的S型細(xì)菌SZ-LWH第一組不死亡第二組死亡注射R型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌分離S型活細(xì)菌第四組死亡將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射分離R型活細(xì)菌S型活細(xì)菌二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程：第四組小鼠為什么會(huì)死亡？體內(nèi)分離出的S型活細(xì)菌從哪里來？思考1格里菲思：體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型活菌

后代1格里菲思：體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)加熱殺死S型菌R型活菌S型活菌轉(zhuǎn)化結(jié)論：已經(jīng)加熱殺死的S型菌含有某種促使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”活性物質(zhì)SZ-LWH二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體內(nèi)問題：細(xì)胞中哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明？多糖加熱殺死的S型細(xì)菌脂類蛋白質(zhì)RNADNA把S型細(xì)菌的各種物質(zhì)分開，單獨(dú)的、直接的觀察它們的作用。含R型細(xì)菌的培養(yǎng)基分別加入R型細(xì)菌？S型細(xì)菌？觀察菌落產(chǎn)生情況加法原理含R型細(xì)菌的培養(yǎng)基提取液全部加入加入酶除去特定物質(zhì)R型細(xì)菌？S型細(xì)菌？觀察菌落產(chǎn)生情況減法原理因當(dāng)時(shí)的技術(shù)有限，并不能徹底提純這些物質(zhì)。因此用酶解法，將物質(zhì)單個(gè)排除，觀察剩余提取物的轉(zhuǎn)化活性來尋找轉(zhuǎn)化因子。SZ-LWH二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體外2艾弗里：體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)減法原理加法原理含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因

素的稱為“加法原理”。舉例：“比較過氧化氫在不同條件下的

分解”

含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因

素的稱為“減法原理”。

舉例：“艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組科學(xué)方法P46

艾弗里及同事將加熱致死的S型菌破碎后，設(shè)法除去絕大部分蛋白質(zhì)、糖類、和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。第一組R型細(xì)菌S型細(xì)菌R型細(xì)菌S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+混合第二至第四組R型細(xì)菌S型細(xì)菌R型細(xì)菌S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+混合蛋白酶(或RNA酶、酯酶)第五組只長R型細(xì)菌R型細(xì)菌S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物+混合DNA酶剩下：DNA、RNA、少量蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)等SZ-LWH2艾弗里：體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)（2）轉(zhuǎn)化原理和實(shí)質(zhì)：①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)。②被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，培養(yǎng)基中R型菌的菌落占多數(shù)。S型細(xì)菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型細(xì)菌X基因吸附在R型細(xì)菌表面X基因進(jìn)入R型細(xì)菌重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)SZ-LWH三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)蔡斯1952，赫爾希T2噬菌體的模式圖頭部尾部DNA蛋白質(zhì)1.T2噬菌體是一種

的病毒。2.T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會(huì)在

的作用下，利用

來合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)自身遺傳物質(zhì)大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)（2）T2噬菌體侵染細(xì)菌過程SZ-LWH三、噬菌體侵染的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)3：合作探究T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)注入細(xì)菌的成分（1）提出問題：（2）作出假說：假說一：

假說二：假說三：只注入DNA只注入蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和DNA都注入T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)注入細(xì)菌的成分是什么？（3）DNA和蛋白質(zhì)在一起時(shí)有什么辦法區(qū)分呢？放射性同位素標(biāo)記法①分別用何種元素標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子?為什么?③可不可以直接用同位素標(biāo)記噬菌體?

蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（32P標(biāo)記DNA）（35S標(biāo)記蛋白質(zhì)）②用14C和18O等同位素標(biāo)記可行嗎？不行。因?yàn)樵谑删w的蛋白質(zhì)和DNA分子中的組分中都含有這兩種元素。噬菌體必須寄生在活細(xì)胞中，不能單獨(dú)直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)。④可不可以將35S和32P同時(shí)標(biāo)記在同一個(gè)噬菌體上?不行；放射性檢測(cè)儀只能檢測(cè)有放射性的部位，不能確定是何種元素的放射性，所以35S和32P要分別標(biāo)記于不同噬菌體上，因此實(shí)驗(yàn)要分成兩組。三、噬菌體侵染的實(shí)驗(yàn)放射性同位素標(biāo)記SZ-LWH三、噬菌體侵染的實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)過程:已標(biāo)記噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體攪拌后離心上清液有放射性沉淀物無放射性攪拌后離心攪拌后離心沉淀物有放射性上清液的無放射性上清液無放射性沉淀物的有放射性假說一假說二假說三標(biāo)記T2噬菌體標(biāo)記大腸桿菌SZ-LWH三、噬菌體侵染的實(shí)驗(yàn)（4）模擬實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)結(jié)果T2噬菌體標(biāo)記假說類型預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果上清液沉淀物35S標(biāo)記蛋白質(zhì)假說一：只注入DNA有無假說二：只注入蛋白質(zhì)無有假說三：DNA和蛋白質(zhì)都注入無有32P標(biāo)記DNA假說一：只注入DNA假說二：只注入蛋白質(zhì)假說三：DNA和蛋白質(zhì)都注入無有有無無有SZ-LWH三、噬菌體侵染的實(shí)驗(yàn)攪拌后離心35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合35S標(biāo)記的噬菌體上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低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)記的噬菌體在新形成的部分噬菌體中檢測(cè)到32P在新形成的噬菌體中沒有檢測(cè)到35S（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)結(jié)果第一組第二組結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外，DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。攪拌不充分理論上上清液沉淀物大腸桿菌實(shí)際上35S標(biāo)記的一組，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因大腸桿菌【誤差分析】保溫時(shí)間長理論上上清液沉淀物大腸桿菌有噬菌體侵入實(shí)際上部分釋放出來釋放未來得及侵染保溫時(shí)間短32P標(biāo)記的一組，上清液中出現(xiàn)少量放射性的原因1.用35S噬菌體侵染細(xì)菌，沉淀物有放射性的原因：2.用32P噬菌體侵染細(xì)菌，上清液有放射性的原因：①保溫時(shí)間過短，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。由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。誤差分析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)；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)。R型活菌S型活菌轉(zhuǎn)化結(jié)論：已經(jīng)加熱殺死的S型菌含有某種促使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”1.格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：2.艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)思路：設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)直接研究各自不同的遺傳功能3.赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)：攪拌離心并檢測(cè)放射性檢測(cè)子代噬菌體的放射性短時(shí)間保溫T2噬菌體侵染大腸桿菌使吸附在細(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。②若大腸桿菌分別標(biāo)記35S、32P、14C、3H，噬菌體無放射性標(biāo)記，子代噬菌體有無放射性？①若噬菌體分別標(biāo)記35S、32P、14C、3H，大腸桿菌無放射性標(biāo)記，放射性分布情況？③實(shí)驗(yàn)思路：設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)直接研究各自不同的遺傳功能35S組32P組三噬菌體侵染細(xì)菌的提取感染煙草感染煙草實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)RNA蛋白質(zhì)外殼RNA蛋白質(zhì)分離出病毒不能分離出病毒四、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)思考：只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？感染煙草出現(xiàn)病斑1.煙草花葉病毒感染試驗(yàn)2.煙草花葉病毒（TMV）重建實(shí)驗(yàn)結(jié)論：TMV的遺傳物質(zhì)是RNA。四、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)SARS病毒艾滋病病毒少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNACOVID--19流感病毒埃博拉病毒少數(shù)病毒遺傳物質(zhì)的探索：一.遺傳物質(zhì)的探索生物類型所含核酸遺傳物質(zhì)舉例細(xì)胞生物真核生物動(dòng)物、植物、真菌原核生物細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌非細(xì)胞生物DNA病毒T2噬菌體RNA數(shù)病毒艾滋病病毒、新型冠狀病毒DNA和RNADNARNADNARNADNA總結(jié)：DNA是主要的遺傳物質(zhì)

注意：

對(duì)整個(gè)生物界來說，DNA是主要的遺傳物質(zhì)

對(duì)某些生物體來說，遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物（病毒）（含有DNA和RNA）（含有DNA或RNA）DNA病毒RNA病毒遺傳物質(zhì)為

RNA遺傳物質(zhì)為

DNA真核生物原核生物總結(jié)：DNA是主要的遺傳物質(zhì)

生物生物界中絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)注意：

對(duì)整個(gè)生物界來說，DNA是主要的遺傳物質(zhì)

對(duì)某些生物體來說，遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字SZ-LWH隨堂檢測(cè)1.下列有關(guān)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是A.該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是單獨(dú)觀察蛋白質(zhì)和DNA的作用B.檢測(cè)離心后試管中上清液和沉淀物中放射性的強(qiáng)弱可推測(cè)侵入細(xì)菌中

的物質(zhì)C.35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組，離心后的試管中上清液有較高的放射性D.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)和格里菲思的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)都證明了

DNA是遺傳物質(zhì)√2.下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的說法，正確的是()A．同時(shí)含有DNA和RNA