DNA是主要的遗传物质(高三复习课件)

1、第三单元第三单元 基因的本质与基因的表达基因的本质与基因的表达第一讲第一讲 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1基础知识概述基础知识概述2重点、难点解析重点、难点解析实验技能实验技能3课堂小结课堂小结4巩固练习巩固练习5一、一、DNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据( (早期推测早期推测) )2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化) 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化) (2)噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 生物的遗传

2、物质生物的遗传物质无细胞结构无细胞结构 真核生物和原核生物真核生物和原核生物一切生物的遗传物质是核酸，一切生物的遗传物质是核酸，DNADNA是主是主要的遗传物质要的遗传物质有细胞结构有细胞结构病毒病毒DNARNA 或或 DNA三、结论：三、结论：返返回回一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据( (早期推测早期推测) )A:蛋白质蛋白质是遗传物质是遗传物质(20世纪世纪20年代年代)各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的成不同的 。氨基酸多种多样。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着的排列顺序，可能蕴含着 。 蛋白质蛋白质遗

3、传信息遗传信息结论：结论： 是遗传物质。是遗传物质。蛋白质蛋白质一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据1 1间接证据间接证据( (早期推测早期推测) )稳定稳定DNA蛋白质蛋白质DNADNA连续连续B:DNA是遗传物质是遗传物质1、探索遗传物质的过程是漫长的直到、探索遗传物质的过程是漫长的直到20世世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。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蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比蛋白质比DN

4、A具有更高的热稳定性，并且具有更高的热稳定性，并且 能够自我复制能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存 大量遗传信息大量遗传信息C练习：练习：1 1、具有存储巨大数量信息的可能、具有存储巨大数量信息的可能2 2、在生长和繁殖过程中能精确的、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制自我复制3 3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性 状和新陈代谢状和新陈代谢4 4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产 生变异）生变异）问题：两种不同的推测如何求证呢？问题：两种不同的推测如何求证呢？一

5、、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)菌落菌落荚膜荚膜毒性毒性R R型细菌菌落型细菌菌落粗糙粗糙无多糖荚膜无多糖荚膜 S S型细菌菌落型细菌菌落光滑光滑有多糖荚膜有多糖荚膜两种菌落的比较两种菌落的比较无毒无毒有毒有毒一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌

6、转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思转化实验(体内转化体内转化)实验结论：实验结论： 已经被已经被加热杀死的加热杀死的S型细菌中型细菌中，必然含有某，必然含有某种促成这一转化的活性物质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实验结果：从第四组小鼠体内分理处S型活细型活细菌菌转化因子转化因子一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验格里菲思

7、转化实验(体内转化体内转化)本实验体现了一个完整的科学发现过程的一本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即部分，即发现问题发现问题 提出假说提出假说实验验实验验证证得出结论得出结论的前两步，后两步由艾弗里的前两步，后两步由艾弗里完成。完成。如果请你设计一个实验来确定如果请你设计一个实验来确定转化因子转化因子，你，你的实验设计思路是什么的实验设计思路是什么? ?一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺

8、炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)实验结果：实验结果：一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)练习：练习：一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (1)肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 艾弗里转化实验艾弗里转化实验(体外转化体外转化)受技术限制受技术限制DNA无法无法100%提纯，总含少量提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。一、一、DNA是遗

9、传物质的证据是遗传物质的证据2直接证据直接证据 (2)噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验用放射性同位素用放射性同位素3535S S标记外壳蛋白质标记外壳蛋白质细菌内无放射性细菌内无放射性用放射性同位素用放射性同位素3232P P标记内部标记内部DNADNA细菌内有放射性细菌内有放射性3 3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：、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上清液和沉淀物中的成分分别是 和和 ，原因是：，原因是：。 进入细菌体内的是噬菌体的进入细菌体内的是噬菌体的 , ,依据是：依据是： 。 该实验能否证明该实验能否证明DNADNA是遗传物质？能否

10、证明蛋白质不是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？是物质？噬菌体外壳噬菌体外壳细菌细菌两者密度不同两者密度不同DNA放射性放射性3232P P只存在于沉淀物中只存在于沉淀物中只能证明只能证明DNADNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗是遗传物质，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。传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。练习：练习：3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题： T T2 2噬菌体复制所需原料来自噬菌体复制所需原料来自 ，子代，子代T T2 2噬菌体蛋白质外壳合成场所是噬菌体蛋白质外壳合成场所是 。返返回回练习：练习：二、二、DN

11、ADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA1.RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)(TMV)对烟草对烟草的感染与重建的感染与重建 烟草花叶病毒烟草花叶病毒( (简称简称TMV)TMV)，其基本成分是蛋白质和，其基本成分是蛋白质和RNARNA，体内无，体内无DNADNA。为查明其遗传物质，。为查明其遗传物质，19571957年格勒和施年格勒和施拉姆进行了如下实验：拉姆进行了如下实验：(1)(1)实验一实验一二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据结论：烟草花叶病毒的遗传物质是结论：烟草花叶病毒的遗传

12、物质是 。二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据(2)(2)实验二实验二RNA2 2DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质普遍性规律普遍性规律(1)(1)一切生物的遗传物质是核酸一切生物的遗传物质是核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)。(2)(2)凡细胞生物凡细胞生物( (不论是真核生物还是原核生物不论是真核生物还是原核生物) )，其遗，其遗传物质都是传物质都是DNADNA，其细胞中的，其细胞中的RNARNA只是遗传信息表达的媒只是遗传信息表达的媒介。介。(3)DNA(3)DNA病毒病毒( (如噬菌体如噬菌体) )的遗传物质是的

13、遗传物质是DNADNA；只有极少数；只有极少数RNARNA病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNARNA。 结论：绝大多数生物的遗传物质是结论：绝大多数生物的遗传物质是DNADNA，即，即DNADNA是主是主要的遗传物质。要的遗传物质。二、二、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质返返回回1.1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验(1) (1) 加热杀死的加热杀死的S S型细菌能使型细菌能使R R型活细菌发生转化的原型活细菌发生转化的原因：因：加热到一定温度，蛋白质的分子结构加热到一定温度，蛋白质的分子结构( (空间结空间结构构) )会被破坏而变性，从而丧失生物活性。因此，会被破坏而

14、变性，从而丧失生物活性。因此，加加热引起蛋白质变性是导致热引起蛋白质变性是导致S S型细菌死亡的原因型细菌死亡的原因。S S型细菌体内的型细菌体内的DNADNA热稳定性较高热稳定性较高，把，把DNADNA溶液加热至溶液加热至沸点，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，加热不会导致旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致DNADNA变性。变性。当与当与R R型细菌混合培养时，型细菌混合培养时，S S型细菌型细菌DNADNA

15、进入进入R R型细菌型细菌体内，这叫体内，这叫DNADNA的转化的转化。1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验2 2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验(1)(1)用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌用放射性元素无法直接标记无自主代谢能力的噬菌体，体，只有用相关元素标记其宿主，再让噬菌体侵染宿主，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。才能使其增殖，子代被标记。(2)(2)噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：吸附吸附注注入入合成合成装配装配释放。释放。(3)(3)从组成化合物的元素可知，从组成化合物的元素可知，S

16、 S只存在于某些蛋白质中，只存在于某些蛋白质中，P P主要分布于主要分布于DNA(DNA(核酸核酸) )中，故可用其同位素标记两种成中，故可用其同位素标记两种成分。分。(4)(4)虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不同同( (前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪法法) )，但，但思路基本一致且都遵循了对照原则思路基本一致且都遵循了对照原则。(5)(5)两个实验的结论都是两个实验的结论都是DNADNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。是遗传物质。2噬菌体侵染细菌的实验噬菌

17、体侵染细菌的实验实验过程中排除干扰因素的常用方法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。将各种物质分开来分别实验。用同位素进行示踪用同位素进行示踪( (如在噬菌体侵染细菌的实验如在噬菌体侵染细菌的实验中用中用3232P P和和3535S S分别标记分别标记DNADNA和蛋白质和蛋白质) )。利用酶的专一性除去某些干扰物质利用酶的专一性除去某些干扰物质( (如在肺炎双如在肺炎双球菌的转化实验中选用球菌的转化实验中选用DNADNA酶降解酶降解DNADNA作对照实验作对照实验) )。5 5、(2010(2010青岛质检青岛质检) )下面是关于下面是关于3535S S标记噬菌体侵染无

18、标记标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是细菌实验的叙述，其中正确的是 ( () ) A A与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制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性状的特性而设计的 B B所使用的噬菌体，必须是接种在含所使用的噬菌体，必须是接种在含3535S S的大肠杆菌的大肠杆菌的培养基中再释放出来的的培养基中再释放出来的 C C采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNADNA分分开再分别检测其放射性开再分别检测其放射性 D D新形成的噬菌体中没有检测到新形成的噬菌体中没有检测到3535S S，说明，说明D

19、NADNA是遗传是遗传物质而蛋白质不是物质而蛋白质不是B练习：练习：(1)(1)放射性同位素示踪法的应用放射性同位素示踪法的应用 噬菌体侵染细菌的实验，分别用噬菌体侵染细菌的实验，分别用3232P P标记标记DNADNA，用，用3535S S标记蛋白质，观察标记蛋白质，观察DNADNA和蛋白质到底是谁进入细菌细胞和蛋白质到底是谁进入细菌细胞体内发挥作用。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，如分别标记水中的如分别标记水中的O O和二氧化碳中的和二氧化碳中的O O，用来探究光合作用，用来探究光合作用释放的氧气的来源；标记二氧化碳中的

20、释放的氧气的来源；标记二氧化碳中的C C，用来探究，用来探究C C在植在植物体内是如何合成有机物的；标记氧气中的物体内是如何合成有机物的；标记氧气中的O O，用来探究，用来探究呼吸作用产物水和二氧化碳中呼吸作用产物水和二氧化碳中O O的来源。的来源。 标记矿质元素，可以用来探究矿质元素的运输标记矿质元素，可以用来探究矿质元素的运输途径和利用过程。途径和利用过程。 分别用分别用H H标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，可以用来探标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，可以用来探究究DNADNA和和RNARNA的复制、的复制、RNARNA的逆转录、基因的表达的逆转录、基因的表达( (转录转录和翻译和翻译) )等。等。(2)(2)

21、同位素的选择标准同位素的选择标准 特征性元素特征性元素如噬菌体侵染细菌的实验。如噬菌体侵染细菌的实验。 所要研究的元素所要研究的元素如光合作用中如光合作用中C C、O O的标记的标记等。等。(1)放射性同位素示踪法的应用放射性同位素示踪法的应用返返回回本讲实验本讲实验探究性实验与验证性实验探究性实验与验证性实验 (1)(1)探究性实验探究性实验 指实验者在指实验者在不知晓实验结果的前提下不知晓实验结果的前提下，通过自己，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念实验、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。的一种认知活动。(2)(2)验证性实验验证性实验 指实验

22、者指实验者针对已知的实验结果而进行的针对已知的实验结果而进行的以验证实以验证实验结果、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为目的的重复性实验重复性实验(3)(3)二者的比较二者的比较探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验实验目的目的探索研究对象的未知属性、探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已验证研究对象的已知属性、特征以及知属性、特征以及与其他因素的关系与其他因素的关系实验实验假设假设假设一般采用假设一般采用“ ”“ ”的形式表达，是根据现有的的形式表达，是根据现有的科学理论、

23、事实，对所要研科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释可能性的答案、解释因结论是已知的，因结论是已知的，因此不存在假设问因此不存在假设问题题实验实验原理原理因探究内容而异因探究内容而异因验证内容而异因验证内容而异如果如果A，则，则B探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验过程实验过程应有的实验步骤实应有的实验步骤实际上并未完成，因际上并未完成，因探究内容而异探究内容而异应有的实验步骤，可应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容做过的，因验证内容而异而异实验现象实验现象未知，可以不描述未知，可以不描述已知，应准

24、确描述已知，应准确描述(3)(3)二者的比较二者的比较探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验实验结果结果预测预测对应假设，分类讨论。一般需讨对应假设，分类讨论。一般需讨论论“如果出现结果如果出现结果会怎样，如会怎样，如果出现结果果出现结果或或又会怎样又会怎样”。但有时也会出现但有时也会出现“预测最可能的预测最可能的结果结果”的问题，此种情况应根据的问题，此种情况应根据已有知识推测最合理的结果已有知识推测最合理的结果结果已知，结果已知，不用预测不用预测实验实验结论结论不同的实验结果有相应的不同结不同的实验结果有相应的不同结论论对应实验对应实验目的做出目的做出肯定结论肯定结论返返回回3、基因治疗是基因工程在医学上的应用之一，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，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。达到治疗疾病的目的。格里菲思实验：加热杀死的格里菲思实验：加热杀死的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌+R型菌落型菌落R型菌落型菌落+S型菌落。型菌落。从变异的角度分析，从变异的角度分析，变异的来源分别为变异的来源分别为