人教版高中生物必修2第3章第1节 DNA是主要的遗传物质课件(1).ppt

第三单元基因的本质与基因的表达第一讲DNA是主要的遗传物质 一 DNA是遗传物质的证据1 间接证据 早期推测 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 艾弗里转化实验 体外转化 2 噬菌体侵染细菌实验 二 DNA是主要的遗传物质 生物的遗传物质 无细胞结构 真核生物和原核生物 一切生物的遗传物质是核酸 DNA是主要的遗传物质 有细胞结构 病毒 DNA RNA或DNA 三 结论 一 DNA是遗传物质的证据 1 间接证据 早期推测 A 蛋白质是遗传物质 20世纪20年代 各种氨基酸可以按照不同的方式排列 形成不同的 氨基酸多种多样的排列顺序 可能蕴含着 蛋白质 遗传信息 结论 是遗传物质 蛋白质 一 DNA是遗传物质的证据 1 间接证据 早期推测 稳定 DNA 蛋白质 DNA DNA 连续 B DNA是遗传物质 1 探索遗传物质的过程是漫长的 直到20世纪初期 人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质 当时人们作出判断的理由不包括A 不同生物的蛋白质在结构上存在差异B 蛋白质与生物的性状密切相关C 蛋白质比DNA具有更高的热稳定性 并且能够自我复制D 蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息 C 练习 遗传物质必须具备的特点 1 具有存储巨大数量信息的可能2 在生长和繁殖过程中能精确的自我复制3 能指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢4 分子结构相对稳定 但特殊情况下能产生变异 问题 两种不同的推测如何求证呢 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 两种菌落的比较 无毒 有毒 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 注入R型活细菌 小鼠不死亡 注入S型活细菌 小鼠死亡 一 DNA是遗传物质的证据 R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入 小鼠死亡 注入加热杀死的S型细菌 小鼠不死亡 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 实验结论 已经被加热杀死的S型细菌中 必然含有某种促成这一转化的活性物质 实验结果 从第四组小鼠体内分理处S型活细菌 转化因子 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验 体内转化 本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分 即发现问题 提出假说 实验验证 得出结论的前两步 后两步由艾弗里完成 如果请你设计一个实验来确定转化因子 你的实验设计思路是什么 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验 体外转化 S型细菌 分别与R型活细菌培养 R型 R型 R型与S型 分离 多糖 蛋白质 DNA DNA酶 R型 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验 体外转化 实验结果 只有加入DNA才转化 DNA越纯 转化越有效 用DNA酶处理DNA 不再转化 实验结论 转化因子是DNA 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验 体外转化 艾弗里的实验设计有什么巧妙之处 把DNA和蛋白质分开 单独地 直接地观察DNA的作用 设计对照实验 用DNA酶处理 观察DNA的作用 2 将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后 注射到小鼠体内 在小鼠体内S型 R型细菌的含量变化情况如图所示 a 从免疫学角度解释 曲线ab段下降的原因是 R型菌被小鼠的免疫系统所消灭 b 曲线bc段上升的原因是 部分R型细菌转化 为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖 导致小鼠的免疫力下降 0 含量 时间 a b c R型细菌 S型细菌 练习 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 1 肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验 体外转化 艾弗里的实验有什么不足之处 受技术限制DNA无法100 提纯 总含少量蛋白质 因此 仍有人对实验结论表示怀疑 一 DNA是遗传物质的证据 2 直接证据 2 噬菌体侵染细菌实验 T2噬菌体模式图 噬菌体 细菌病毒 寄生在细菌体内 侵入细菌后 在自身遗传物质的作用下 以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒 DNA 主要元素是C H O N P 蛋白质 主要元素是C H O N S 思考 为什么要用35S和32P标记 用14C和18O等标记行吗 蔡斯和赫尔希的实验设计 1 在噬菌体侵染细菌的实验中 用同位素31P 32P和32S 35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合 用放射性同位素35S标记外壳蛋白质 细菌内无放射性 用放射性同位素32P标记内部DNA 细菌内有放射性 蔡斯和赫尔希的实验设计 2 在噬菌体侵染细菌后 大肠杆菌裂解前搅拌 使细菌外的噬菌体与细菌分离 3 取上清液和沉淀物分别检测其放射性 结果如下 结论 才是真正的遗传物质 DNA 3 根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题 上清液和沉淀物中的成分分别是和 原因是 进入细菌体内的是噬菌体的 依据是 该实验能否证明DNA是遗传物质 能否证明蛋白质不是物质 噬菌体外壳 细菌 两者密度不同 DNA 放射性32P只存在于沉淀物中 只能证明DNA是遗传物质 不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳未进入细菌 练习 C 3 根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题 T2噬菌体复制所需原料来自 子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是 大肠杆菌 大肠杆菌的核糖体 4 噬菌体侵染细菌实验不能证明 DNA能自我复制 使前后代保持一定的连续性 稳定性 DNA分子结构的相对稳定性 DNA能指导蛋白质的合成 DNA能产生可遗传变异 DNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质A B C D 练习 二 DNA是主要的遗传物质 1 RNA是遗传物质的证据 烟草花叶病毒 TMV 对烟草的感染与重建烟草花叶病毒 简称TMV 其基本成分是蛋白质和RNA 体内无DNA 为查明其遗传物质 1957年格勒和施拉姆进行了如下实验 1 实验一 二 DNA是主要的遗传物质 1 RNA是遗传物质的证据 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是 二 DNA是主要的遗传物质 1 RNA是遗传物质的证据 2 实验二 RNA 2 DNA是主要的遗传物质 普遍性规律 1 一切生物的遗传物质是核酸 DNA或RNA 2 凡细胞生物 不论是真核生物还是原核生物 其遗传物质都是DNA 其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介 3 DNA病毒 如噬菌体 的遗传物质是DNA 只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA 结论 绝大多数生物的遗传物质是DNA 即DNA是主要的遗传物质 二 DNA是主要的遗传物质 1 肺炎双球菌的转化实验 1 加热杀死的S型细菌能使R型活细菌发生转化的原因 加热到一定温度 蛋白质的分子结构 空间结构 会被破坏而变性 从而丧失生物活性 因此 加热引起蛋白质变性是导致S型细菌死亡的原因 S型细菌体内的DNA热稳定性较高 把DNA溶液加热至沸点 可使其氢键断裂 双螺旋解体 但若将其缓慢冷却 分离的单链又可部分地得以重聚 恢复其双螺旋结构 因此 在一定温度范围内 加热不会导致DNA变性 当与R型细菌混合培养时 S型细菌DNA进入R型细菌体内 这叫DNA的转化 1 肺炎双球菌的转化实验 2 噬菌体侵染细菌的实验 1 用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌体 只有用相关元素标记其宿主 再让噬菌体侵染宿主 才能使其增殖 子代被标记 2 噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括 吸附 注入 合成 装配 释放 3 从组成化合物的元素可知 S只存在于某些蛋白质中 P主要分布于DNA 核酸 中 故可用其同位素标记两种成分 4 虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不同 前者为直接分离培养法 后者为放射性同位素示踪法 但思路基本一致且都遵循了对照原则 5 两个实验的结论都是DNA是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌的实验 实验过程中排除干扰因素的常用方法 将各种物质分开来分别实验 用同位素进行示踪 如在噬菌体侵染细菌的实验中用32P和35S分别标记DNA和蛋白质 利用酶的专一性除去某些干扰物质 如在肺炎双球菌的转化实验中选用DNA酶降解DNA作对照实验 5 2019 青岛质检 下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述 其中正确的是 A 与细菌转化实验相同 都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B 所使用的噬菌体 必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C 采用搅拌和离心等手段 是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D 新形成的噬菌体中没有检测到35S 说明DNA是遗传物质而蛋白质不是 B 练习 1 放射性同位素示踪法的应用 噬菌体侵染细菌的实验 分别用32P标记DNA 用35S标记蛋白质 观察DNA和蛋白质到底是谁进入细菌细胞体内发挥作用 标记光合作用和呼吸作用过程中各种原子的转移 如分别标记水中的O和二氧化碳中的O 用来探究光合作用释放的氧气的来源 标记二氧化碳中的C 用来探究C在植物体内是如何合成有机物的 标记氧气中的O 用来探究呼吸作用产物水和二氧化碳中O的来源 标记矿质元素 可以用来探究矿质元素的运输途径和利用过程 分别用H标记胸腺嘧啶和尿嘧啶 可以用来探究DNA和RNA的复制 RNA的逆转录 基因的表达 转录和翻译 等 2 同位素的选择标准 特征性元素 如噬菌体侵染细菌的实验 所要研究的元素 如光合作用中C O的标记等 1 放射性同位素示踪法的应用 1 探究性实验指实验者在不知晓实验结果的前提下 通过自己实验 探索 分析 研究得出结论 从而形成科学概念的一种认知活动 2 验证性实验指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果 巩固和加强有关知识内容 培养实验操作能力为目的的重复性实验 3 二者的比较 如果A 则B 3 二者的比较 3 基因治疗是基因工程在医学上的应用之一 即把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 格里菲思实验 加热杀死的S型肺炎双球菌 R型菌落R型菌落 S型菌落 从变异的角度分析 变异的来源分别为 A 基因突变 基因重组B 基因重组 染色体变异C 基因重组 基因突变D 基因重组 基因重组 D 4 为验证 遗传物质是DNA 而不是蛋白质 一位同学设计了以下实验步骤 第一步 从有荚膜肺炎双球菌中提取DNA第二步 用提取的DAN培养无荚膜肺炎双球菌预期结果 无荚膜的肺炎双球菌转化成有荚膜的肺炎双球菌实验结论 遗传物质是DNA 而不是蛋白质我们认为 上述实验步骤的设计欠严谨 不能达到实验目