第1节DNA是主要的遗传物质

1、 第三章第三章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质学习目标学习目标（一）知识目标（一）知识目标掌握证明掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论（出的结论（DNA是遗传物质）。是遗传物质）。（二）能力目标（二）能力目标通过重演科学家发现通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。法和实验设计的基本步骤。（三）情感目标（三）情感目标1、概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不、概述

2、人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。断完善的过程。2、通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，、通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。发展科学思维和创新的能力。重点、难点重点、难点1、重点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原、重点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。理和过程。2、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由了生物的性状是由 基因基因 控制的控

3、制的? 20世纪初期，世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于明了：基因位于 染色体 上。上。 20世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：染色体主科学家发现：染色体主要由要由 蛋白质和蛋白质和DNA （成分）组成。（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体生物大分子：蛋白质生物大分子：蛋白质 DNA究竟哪一种是究竟哪一种是遗传物质呢？遗传物质呢？作为遗传物质应具有的特点：作为遗传物质应具有的特点：1 1、在细胞生长和繁殖过程中能够精确的、在细胞生长和繁殖过程中能够精确的 自我复制自我复制2 2、指导指导蛋白质合成，蛋白质合成，控制控制生物的性状和生物的性状和 代谢代谢3 3

4、、具有、具有储存储存巨大数量巨大数量遗传信息遗传信息的潜在能力的潜在能力4 4、结构具有、结构具有稳定性稳定性，能够发生突变，突变，能够发生突变，突变 后能够继续复制并遗传给后代（连续性）后能够继续复制并遗传给后代（连续性）一、对遗传物质的早期推测是蛋白质？是蛋白质？氨基酸多种氨基酸多种多样的排列多样的排列可能蕴含遗可能蕴含遗传信息！传信息！性状体现者性状体现者一、对遗传物质的早期推测 是是DNADNA？1 1、19281928年年格里菲思格里菲思的的肺炎双球菌肺炎双球菌实验实验2 2、19441944年年艾弗里艾弗里用纯化因子研究用纯化因子研究肺炎双球肺炎双球菌的转化菌的转化的实验的实验3

5、3、19521952年年赫尔希赫尔希和和蔡斯蔡斯的的T T2 2噬菌体侵染大噬菌体侵染大肠杆菌肠杆菌的实验的实验 二、肺炎双球菌的转化实验实验材料：实验材料：小白鼠小白鼠，R型菌型菌S型菌型菌S S型细菌，型细菌，R R型细菌型细菌多糖类荚膜多糖类荚膜（粗糙粗糙、无毒无毒性）性）（光滑光滑、有毒有毒性）性）格里菲思格里菲思和和艾弗里艾弗里R型无毒型无毒S型有毒型有毒加热杀死加热杀死的的S型无毒型无毒R型转化为型转化为S型型转化因子转化因子对比对比A.BA.B组的实验现象，这说明了什么？组的实验现象，这说明了什么？什么使活什么使活R R型细菌转变成活的型细菌转变成活的S S型细菌？型细菌？ 由于

6、体内有活的由于体内有活的S S型细菌的作用。型细菌的作用。活的活的R R型细菌变成了活的型细菌变成了活的S S型细菌。型细菌。 加热杀死的加热杀死的S S型细菌使活的型细菌使活的R R型细菌发生型细菌发生 了转化。了转化。D组小鼠为什么会死亡呢？组小鼠为什么会死亡呢？活的活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？ S S型细菌型细菌使小鼠死亡。使小鼠死亡。格里菲格里菲思（英思（英19281928）的实验结论的实验结论：已加热杀死的已加热杀死的S S型细菌中型细菌中, ,必然含有某种促成这必然含有某种促成这一转化的活性物质一转化的活性物质“转化因子转化因子”，它将，它将无无毒性的毒性的R R型活

7、细菌型活细菌转化为转化为有毒性的有毒性的S S型活细菌型活细菌。 这种这种“转化因子转化因子”是什么物质呢？是什么物质呢？ 假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家,应该怎样应该怎样设计实验来证明设计实验来证明:转化因子是什么物质转化因子是什么物质?讨论讨论: 在证明在证明DNADNA还是蛋白质或其他物质是遗还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最传物质的实验中最关键关键的设计的设计思路思路是什么？是什么？ 必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNADNA分开，分开，单独、直接地观察它们的作用单独、直接地观察它们的作用，才能确定，才能确定究竟谁是遗传物质。究竟谁是遗传物质。在杀死的

8、在杀死的S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢但究竟哪一个才是转化因子呢？R型细菌型细菌 二、艾弗里确定转化因子的体外转化实验二、艾弗里确定转化因子的体外转化实验R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶DNADNA才是使才是使R R型细菌产生稳型细菌产生稳定遗传变化的物质，也就是说，定遗传变化的物质，也就是说，DNAD

9、NA才才是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，不是所有的人都信服这一结果，因为实验不是所有的人都信服这一结果，因为实验中中DNADNA纯度最高时也还有纯度最高时也还有0.02%0.02%的蛋白的蛋白质，所以有人对其结果表示怀疑质，所以有人对其结果表示怀疑。19521952年，赫尔希和蔡斯，完成了更有年，赫尔希和蔡斯，完成了更有说服力的实验说服力的实验噬菌体的侵染实验噬菌体的侵染实验更具说服力的更具说服力的“噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验”19521952年赫尔希（年赫尔希（A.Hers

10、hey)A.Hershey)和蔡斯（和蔡斯（M.Chase)M.Chase)T T2 2噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上的病毒）的病毒）放大放大2500025000倍倍 噬菌体如何感染细菌？噬菌体噬菌体侵染细菌的过程侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的体的DNA、蛋白质蛋白质新合成的新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体蛋白质组装成很多噬菌体细菌

11、解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体T2噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验用放射性同位素用放射性同位素35S标记外壳标记外壳蛋白质蛋白质子代噬菌体内无放射性子代噬菌体内无放射性用放射性同位素用放射性同位素32P标记内部标记内部DNA子代噬菌体内有放射性子代噬菌体内有放射性实验过程及结果实验过程及结果35S蛋白质蛋白质32PDNA蛋白蛋白质质35SDNA32P DNA分分子具有连子具有连续性，是续性，是遗传物质遗传物质注意注意 DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。 除了除了DNA以外，还有以外，还有RNA。 有些病毒不含有有些病毒不含有DNA，只有蛋白质和，只有蛋白质

12、和RNA，在这些病毒中，在这些病毒中，RNA是遗传物质。是遗传物质。RNA蛋白质侵染烟草侵染烟草结论结论RNA（核糖核酸）核糖核酸）有些病毒（如有些病毒（如烟草花叶烟草花叶病毒、病毒、HIV病毒病毒）不含）不含有有DNA, 只含只含RNA。在。在这种情况下，这种情况下，RNA就起就起着遗传物质的作用。着遗传物质的作用。 遗传物质的种类遗传物质的种类DNA （脱氧核糖核酸）（脱氧核糖核酸） 主要主要的遗传物质的遗传物质目前，已有充分的科学目前，已有充分的科学研究资料证明，研究资料证明，绝大多绝大多数生物数生物都是以都是以DNA作为作为遗传物质的。遗传物质的。 思考思考:DNADNA 2、烟草的遗

13、传物质是什么？、烟草的遗传物质是什么？DNA 1、动物和人体的遗传物质是什么、动物和人体的遗传物质是什么？ 3、细菌的遗传物质是什么？、细菌的遗传物质是什么？ 4、一切生物的遗传物质是什么？、一切生物的遗传物质是什么？ 核核 酸酸DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明DNA是遗传物质的实验证据： 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： 烟草花叶病毒的重建实验重点内容：重点内容：DNA与染色体的关系技术与科学的关系课堂小结课堂小结结论：结论：核酸是一切生物的遗传物质核酸

14、是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖，核酸包括脱氧核糖核酸核酸(DNA)和核糖核酸和核糖核酸(RNA)，绝大多数生物都以，绝大多数生物都以DNA作为遗传物质，因此作为遗传物质，因此DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。2 2。掌。掌握科学家们科学探究的一般过程握科学家们科学探究的一般过程提出问题提出问题得出结论得出结论分析结果分析结果设计实验设计实验作出假设作出假设1.1.噬菌体外壳的合成场所是噬菌体外壳的合成场所是 A.A.细菌的核糖体细菌的核糖体 B.B.噬菌体的核糖体噬菌体的核糖体C.C.噬菌体的基体噬菌体的基体 D.D.细菌的拟核细菌的拟核2.2.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是噬菌

15、体在繁殖过程中利用的原料是A.A.自己的核苷酸和氨基酸自己的核苷酸和氨基酸B.B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸自己的核苷酸和细菌的氨基酸 C.C.细菌的核苷酸和氨基酸细菌的核苷酸和氨基酸D.D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸自己的氨基酸和细菌的核苷酸3.3.科学家艾弗里从科学家艾弗里从 S S型活细菌中提取出型活细菌中提取出 DNADNA、蛋蛋白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养 R R型细型细菌的培养基中菌的培养基中，实验结果证明了细菌的转化因子实验结果证明了细菌的转化因子是是DNADNA ，为使实验结论更加严密，他设计了一个，为使实验结论更加严密，他设计了一个

16、对照实验：在对照实验：在 S S型细菌提取出的型细菌提取出的 DNADNA中加入某种中加入某种酶处理后，再加入培养酶处理后，再加入培养 R R型细菌的培养基中，加型细菌的培养基中，加入的酶和实验结果分别是入的酶和实验结果分别是 A A. .DNADNA限制性内切酶限制性内切酶 转化转化 B B. .转录酶转录酶 不转化不转化C C. .DNADNA连接酶连接酶 转化转化 D D. .DNADNA酶酶 不转化不转化4.4.用噬菌体去感染体内含大量用噬菌体去感染体内含大量3 3H H细菌，待细菌细菌，待细菌解体后，解体后，3 3H H应应 A.A.随细菌的解体而消失随细菌的解体而消失B.B.发现于

17、噬菌体的外壳和发现于噬菌体的外壳和DNADNA中中 C.C.仅发现于噬菌体的仅发现于噬菌体的DNADNA中中D.D.仅发现于噬菌体的外壳中仅发现于噬菌体的外壳中5.5.噬菌体侵染大肠杆菌实验不能说明的是噬菌体侵染大肠杆菌实验不能说明的是A.DNAA.DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 B.DNAB.DNA能自我复制能自我复制C.DNAC.DNA能控制蛋白质合成能控制蛋白质合成 D.DNAD.DNA是遗传物质是遗传物质6.DNA6.DNA是主要的遗传物质是指是主要的遗传物质是指A.A.遗传物质的主要载体是染色体遗传物质的主要载体是染色体B.B.大多数生物的遗传物质是大多数生物的遗传物质是

18、DNA DNA C.C.细胞里的细胞里的DNADNA大部分在染色体上大部分在染色体上D.D.染色体在遗传上起主要作用染色体在遗传上起主要作用7.7.在肺炎双球菌的转化实验中在肺炎双球菌的转化实验中, ,使使R R型活菌转化型活菌转化成成S S型活菌的转化因子是：型活菌的转化因子是：A.A.荚膜荚膜 B.B.蛋白质蛋白质 C.C.多糖多糖 D.SD.S型细菌的型细菌的DNADNA8.8.用用DNADNA酶处理过的酶处理过的S S型细菌不能使型细菌不能使R R型细菌发生型细菌发生转化。下列关于实验的叙述转化。下列关于实验的叙述, ,不正确的是：不正确的是： A.A.这个实验是为了证明这个实验是为了证明DNADNA的分解产物不是遗传