3.1DNA是主要的遗传物质-高一生物下学期高效课件（人教版2019必修2）

第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质生物的性状之所以能够由亲代遗传给子代是由于生物体内具有对遗传起决定作用的物质。通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在生物的传宗接代过程中，能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。蛋白质DNA染色体的成分你认为遗传物质可能具有什么特点？遗传物质的性质必须稳定，要能储存大量的遗传信息，可以准确地复制出并传递给下一代等。一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代——蛋白质是遗传物质

氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息一、对遗传物质的早期推测20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。脱氧核糖核苷酸脱氧核糖含氮碱基

磷酸二、肺炎双球菌的转化实验1、格里菲思的体内转化实验（1）实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠S型细菌R型细菌菌落菌体毒性光滑有多糖类荚膜无多糖类荚膜粗糙有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒S型活细菌注射（2）实验过程及结果（3）结论：加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。二、肺炎双球菌的转化实验？R型活细菌注射不死亡加热后杀死的S型细菌注射R型活细菌+加热后杀死的S型细菌注射死亡，分离出S型活细菌不死亡死亡，分离出S型活细菌研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：S型活细菌是怎样产生的？S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？OS型细菌R型细菌abc加热致死的S型细菌含有的转化因子将R型细菌转化为S型细菌。有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。二、肺炎双球菌的转化实验2、艾弗里的体外转化实验（1）实验材料：S型和R型活菌、培养基（2）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖？二、肺炎双球菌的转化实验转化因子?多糖脂类蛋白质RNADNA2、艾弗里的体外转化实验S型活菌细胞提取物细胞提取物+蛋白酶/RNA酶/酯酶细胞提取物+DNA酶R型活菌混合培养R型活菌，S型活菌R型活菌，S型活菌R型活菌（4）结论：S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。（3）实验过程及结果二、肺炎双球菌的转化实验三、噬菌体侵染细菌的实验含特征元素P含特征元素ST2噬菌体模式图噬菌体侵染细菌的过程：吸附侵入复制、合成组装释放1、实验材料：噬菌体和大肠杆菌等2、实验方法：放射性同位素标记法噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件内容模板合成噬菌体DNA的原料合成噬菌体蛋白质原料场所噬菌体的DNA大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体三、噬菌体侵染细菌的实验3、实验过程及结果（1）标记噬菌体大肠杆菌含35S的细菌培养基含35S的大肠杆菌含32P的细菌培养基含32P的大肠杆菌（2）噬菌体侵染细菌用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。噬菌体培养培养含35S标记的噬菌体含32P标记的噬菌体三、噬菌体侵染细菌的实验含35S的噬菌体含32P的噬菌体普通大肠杆菌普通大肠杆菌上清液放射性高，沉淀物放射性低4、实验结果分析（1）噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。侵染搅拌、离心后检测放射性上清液放射性低，沉淀物放射性高三、噬菌体侵染细菌的实验5、结论赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析（1）32P噬菌体侵染大肠杆菌①保温时间合理全部噬菌体侵染细菌且未释放上清液为噬菌体外壳——无放射性沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌——有放射性②保温时间过短部分噬菌体未侵染大肠杆菌③保温时间过长离心后上清液有放射性部分噬菌体增殖后释放出来离心后上清液有放射性三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析（2）35S噬菌体侵染大肠杆菌35S噬菌体与大肠杆菌混合、保温后①搅拌充分上清液为噬菌体外壳——有放射性沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌——无放射性②搅拌不充分少量35S噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面上清液放射性高沉淀物放射性低三、噬菌体侵染细菌的实验四、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路处理方法结论设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质②说明了遗传物质可发生可遗传的变异①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：（1）个体很小，结构简单，容易看出遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快，细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。四、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较思考·讨论四、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较思考·讨论2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？实验设计思路是单独研究DNA、蛋白质、糖类等物质在特化中的作用。艾弗里分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶去除S型细菌提取物中的蛋白质、RNA和脂质，由于这些不能将相应的物质全部分解，因此去除得不彻底，不能完全排除这些物质在转化中的作用。科学方法自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加Fecl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。四、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较思考·讨论3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希等人采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持相互促进的。五、DNA是主要的遗传物质(TMV）蛋白质RNA实验证明：烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA1、DNA是主要的遗传物质真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数的生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。五、DNA是主要的遗传物质黑斑羚大肠杆菌新冠状病毒2、不同生物的遗传物质生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类体内碱基种类体内核苷酸种类遗传物质实例DNA或RNADNA和RNADNA和RNA4种5种5种4种8种8种DNA或RNADNADNADNA病毒：噬菌体等RNA病毒：烟草花叶病毒、新冠肺炎病毒等蓝藻、细菌、放线菌动物、植物、真菌五、DNA是主要的遗传物质练习与应用一、概念检测1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（

）A.多肽B.多糖C.组氨酸D.DNA2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（

）A.DNA是遗传物质B.遗传物质包括蛋白质和DNAC.病毒中有DNA，但没有蛋白质D.细菌中有DNA，但没有蛋白质DA练习与应用二、拓展应用1.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。实验表明，噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而蛋白质外壳却留在大肠杆