生物②必修3.1《DNA是主要的遗传物质》课件

1、 第第3 3章章 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孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了豆实验证明了生物的性状由生物的性状由 控制控制。遗传因子遗传因子染色体染色体摩尔根通过果摩尔根通过果蝇实验证明了蝇实验证明了基因位于基因位于 上。上。科学家发现：染色体科学家发现：染色体主要组成成分主要组成成分 蛋白质和蛋白质和DNA。DNA染色体在遗染色体在遗传上的连续传上的连续性和稳定性性和稳定性蛋白质蛋白质当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？都是生物大分子物质，但对蛋白质分子结构了都是生物大分子物质，但对蛋白质分子结构了解要清楚，对解要清楚，

2、对DNA的分子结构还没有清晰的了的分子结构还没有清晰的了解解蛋白质。构成蛋白质的氨基酸可以按照不同的方式排列，蛋白质。构成蛋白质的氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质，氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴形成不同的蛋白质，氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息。含着遗传信息。学生阅读教材学生阅读教材P42,思考思考20世纪二三十年代人们对蛋白质世纪二三十年代人们对蛋白质,DNA的认识水平如何？的认识水平如何？ 二、二、DNADNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据格里菲思的肺炎双球菌格里菲思的肺炎双球菌体内转化体内转化实验实验艾弗里艾弗里肺炎双球菌肺炎双球菌的的体外转化体外转化实

3、验实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验实验材料：实验材料： 两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 R型菌型菌菌落菌落:粗糙，粗糙，菌体：无荚膜，无毒菌体：无荚膜，无毒多糖类荚膜多糖类荚膜S型菌型菌菌落菌落:光滑，光滑，菌体：有荚膜，有毒菌体：有荚膜，有毒 （一）格里菲思的肺炎双球菌（一）格里菲思的肺炎双球菌体内转化体内转化实验实验小鼠死亡小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠死亡小鼠死亡加热加热S型型R型活菌型活菌混合混合加热加热S型型R型活菌型活菌S型活菌型活菌肺炎双球菌的体内转化实验过程肺炎双球菌的体内转化实验过程1234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，

4、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？ D组组活的活的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。 为什么第四组实验将为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀型活细菌和加热杀死后的死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致型细菌混合后注射到

5、小鼠体内，导致小鼠死亡？小鼠死亡？小鼠死亡小鼠死亡S型加热型加热R型活菌型活菌混合混合思考思考使活使活R R型细菌转变成活的型细菌转变成活的S S型细菌型细菌格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么?（二）艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验 在加热杀死的在加热杀死的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？ 在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最质是遗传物质的实验中最关键关键的设计的设计思路思路是

6、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DNA分开，分开，单独单独、直接直接地观察它们的作用，地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。才能确定究竟谁是遗传物质。实验方案：实验方案：2 2、分别与分别与R R型细菌混合培养，观察其后代型细菌混合培养，观察其后代是否有是否有S S型细菌出现型细菌出现. .1 1、从加热杀死的从加热杀死的S S型细菌中分离，提取出各种型细菌中分离，提取出各种成分成分( (DNADNA、蛋白质和多糖、蛋白质和多糖 等物质等物质) ) 。R型细菌型细菌 艾弗里确定转化因子的实验过程艾弗里确定转化因子的实验过程R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只

7、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 DNA是使是使R型细菌产生稳定遗传变化的物型细菌产生稳定遗传变化的物质，质，DNA是转化因子。是转化因子。以上转化实验表明以上转化实验表明： 实验结论：实验结论：（1）噬菌体的结构模式图）噬菌体的结构模式图 (三三) 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体中噬菌体中60%是蛋白质是蛋白质,40%是是DNA.蛋白质蛋白质外壳外壳DNA小资料小资料:噬菌体是一种专门寄生在大肠杆噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒菌体内的病毒, ,噬菌

8、体侵染细菌后噬菌体侵染细菌后, ,就就会在会在自身遗传物质自身遗传物质的作用下的作用下, ,利用细菌利用细菌体内的物质体内的物质来合成自身的组成成分来合成自身的组成成分, ,从从而进行大量的繁殖。而进行大量的繁殖。噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNADNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P 1952年赫尔希和蔡斯用年赫尔希和蔡斯用放射性同位放射性同位素标记素标记的方法完成了实验。的方法完成了实验。赫尔希和蔡

9、斯的实验赫尔希和蔡斯的实验： 如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？实验过程：标记细菌 标记噬菌体 用标记的噬菌体侵染未标记的细菌 怎样将怎样将32P标记到噬菌体的标记到噬菌体的DNA上？上？离心离心离心离心1、实验设计思路：、实验设计思路：3、实验过程：、实验过程：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用(1)标记细菌标记细菌细菌细菌+含含35S的培养基的培养基细菌细菌+含含32P的培养基的培养基含含35S的的细菌细菌含含32P的的细菌细菌(2)标记噬菌体标记噬菌体噬菌体噬菌体+含含35S的的细菌细菌噬菌体噬菌体+含含

10、32P的的细菌细菌含含35S的的噬菌体噬菌体含含32P的噬菌体的噬菌体(3)噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含含3535S S的噬菌体的噬菌体+ +细菌细菌含含3232P P的噬菌体的噬菌体+ +细菌细菌: :上清液放射性很高上清液放射性很高, ,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低上清液放射性很低上清液放射性很低, ,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法(三三)噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 A A、B B两组实验结果两组实验结果: : A A组标记的是蛋白质，侵染时留在外组标记的是蛋白质，侵染时留在外面，产生的子代噬菌体不含放射性

11、。面，产生的子代噬菌体不含放射性。B B组标记的是组标记的是DNADNA，侵染时进入细菌体，侵染时进入细菌体内，产生子代噬菌体含有放射性。内，产生子代噬菌体含有放射性。实验说明什么？实验说明什么？ 噬菌体进入细菌中的是噬菌体进入细菌中的是DNADNA，蛋白质留，蛋白质留在外面，因此，子代噬菌体的各种性在外面，因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的状，是通过亲代的DNADNA遗传的。遗传的。 DNADNA才才是真正的遗传物质。是真正的遗传物质。实验过程及结果：实验过程及结果：无无35S标标记蛋白质记蛋白质无无32P标标记记DNA外壳蛋白外壳蛋白质无质无35SDNA有有32P标记标记DNA分分子

12、具有子具有连续性，连续性，是遗传是遗传物质物质 在噬菌体中在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物亲代和子代之间具有连续性的物质是质是DNA,而不是蛋白质而不是蛋白质,也就是说也就是说,子代噬菌体的子代噬菌体的各种性状是通过亲代的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的遗传给后代的,因此因此DNA才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明:艾弗里体外转化艾弗里体外转化实验实验噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌实验实验思路思路相同相同设法将设法将DNA与其他物质分开，单独与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的功能。地直接研究它们各自不同的功能。处理处理

13、方式方式直接分离：分离直接分离：分离S型细菌的型细菌的DNA、多、多糖、蛋白质等，糖、蛋白质等，分别与分别与R型细菌混型细菌混合培养合培养同位素标记法：同位素标记法：分别标记分别标记DNA和和蛋白质的特殊元蛋白质的特殊元素（素（32P和和35S）试验试验结论结论证明证明DNA是遗传物是遗传物质，蛋白质不是质，蛋白质不是遗传物质。遗传物质。证明证明DNA是遗传是遗传物质，不能证明物质，不能证明蛋白质不是遗传蛋白质不是遗传物质，因蛋白质物质，因蛋白质没有进入细菌体没有进入细菌体内。内。 分析分析“烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验”实验证明：实验证明：烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV

14、）的遗）的遗传物质是传物质是RNARNA(TMV(TMV）蛋蛋白白质质RNARNA三、三、DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？相关链接相关链接SARSSARS病毒的结构病毒的结构： SARSSARS病毒中，谁是遗传物质？病毒中，谁是遗传物质？ 细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说。但肺炎双球菌的

15、转化实验和噬菌体侵染。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明细菌的实验只能证明。3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA1 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4 4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳菌体蛋白质外壳DNADNA可以指导蛋白质的合成。可以指导蛋白质的合成。 1 1、肺炎双球菌转化实验中，对、肺炎双球菌转化实验中，对S S菌加热处理，菌加热处理，DNADNA仍具有生物仍具有生物活性活性DNADNA分