【生物】DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

3.1DNA是主要的遗传物质问题探讨蛋白质DNA问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。

1.你认为遗传物质可能具有什么特点？

储存遗传信息；准确复制并传给下一代，结构比较稳定等。

2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？

分离特定的物质能否遗传给子代；隔离的思想

对遗传物质的早期预测20世纪20年代

人们认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子

氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息

蛋白质是生物体的遗传物质？对遗传物质的早期预测20世纪30年代

人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子

脱氧核苷酸有4种，每种有一个特定的碱基

蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位目录01肺炎链球菌的转化实验02噬菌体侵染细菌的实验03生物的遗传物质一、肺炎链球菌的转化实验一、肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌

光滑粗糙有无有无smoothrough一、肺炎链球菌的转化实验1.肺炎链球菌

荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。本身不致病。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖

一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的体内转化实验过程

一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的体内转化实验过程

S型活细菌不死亡1、22、32、3、4一、肺炎链球菌的转化实验2.肺炎链球菌的体内转化实验过程

转化因子一、肺炎链球菌的转化实验蛋白质和核酸对高温的耐受是不同的，80~100℃，蛋白质失活，DNA双链解开；恢复室温后，DNA双链能恢复，蛋白质无法恢复。

从第4组小鼠尸体中分离出来的S型活菌，其后代也是致病性的S型细菌

一、肺炎链球菌的转化实验3.转化因子是什么？

分析在杀死的S型细菌中含有哪些物质？一、肺炎链球菌的转化实验对照实验中，控制自变量可以采用【加法原理】和【减法原理】

与常态比较，人为增加某种影响因素称为加法原理，如过氧化氢在不同条件下的分解。

与常态比较，人为减少某种影响因素称为减法原理，如艾弗里转化实验中每个实验组分别用蛋白酶、酯酶、RNA酶、DNA酶处理，特异性的去除了一种物质

一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌体外转化实验

（第一组）艾弗里及同事把加热致死的S菌破碎后去除大部分糖类、脂质、蛋白质，制成细胞提取物

（第二-四组）对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶和酯酶处理后，细胞提取物仍有转化R型菌的活性

（第五组）对细胞提取物分别用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化R型菌的活性

一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌体外转化实验

实验过程：

结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

➷艾弗里实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而这个转化因子很有可能就是DNA

➷艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化性质，发现它们分子量很大，氮磷比约为1.67，在260nm的紫外光照射下有最大吸收峰值，这些都和DNA的特性极为相似

一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌体外转化实验

➷艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质

➷被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数

一、肺炎链球菌的转化实验4.肺炎链球菌体外转化实验

该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？

遵循单一变量原则和对照原则

巧妙之处在于运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化

二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果

1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验—噬菌体侵染大肠杆菌（E.coli）实验

在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对它们进一步分析表明：

S仅存在于蛋白质分子中

99%的P都存在于DNA分子中

二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果

二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果

T2噬菌体的增殖

T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果

根据艾弗里提出DNA是遗传物质的假说，即DNA控制生物的遗传性状

新合成的子代T2噬菌体具有与亲代T2噬菌体相同的遗传特性

➷放射性同位素标记和离心技术

二、噬菌体侵染细菌的实验1.设计实验及结果

标记噬菌体的方法—放射性同位素标记法

二、噬菌体侵染细菌的实验2.实施实验及结果—噬菌体侵染细菌实验的分析

①可以直接用培养基直接标记噬菌体吗？

不可以。因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体

②能不能在一组中用同位素分别标记35S和32P？

不能，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源

标记物

③检测到放射性，就等于检测到了什么？

1.保温

2.搅拌：使T2噬菌体和细菌分离

要充分：如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，会造成沉淀物中放射性偏高

3.离心：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体

【旋转飞椅】

1.保温

时间过短：部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中

时间过长：噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中

思考：为什么噬菌体侵染实验不能证明蛋白质不是遗传物质？

在实验中，只有DNA进入到大肠杆菌内起了作用，而蛋白质没有进入细胞内，所以不能说明

二、噬菌体侵染细菌的实验3.过程及分析

高低低高二、噬菌体侵染细菌的实验4.实验结果分析

5.结论：

是遗传物质。艾弗里的假说是正确的，艾弗里也证明了DNA是遗传物质

DNA二、噬菌体侵染细菌的实验6.讨论：艾弗里与赫尔系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？

（1）个体小，结构简单，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，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化

（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

二、噬菌体侵染细菌的实验7.讨论：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？

（1）艾弗里在每个实验组中特异性的去除了一种物质，然后在观察没有这种物质的情况下，实验结