3.1DNA是主要的遗传物质 课件高一下学期生物人教版必修2

123451866年孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制约翰逊将遗传因子改名为基因染色体在遗传上的连续性和稳定性摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于染色体上科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA

萨顿提出“基因位于染色体上”的假说基因是什么？遗传学的发展进程第1节DNA是主要的遗传物质第三章基因的本质生物类型细胞生物非细胞生物实例核酸种类遗传物质类型总结真核生物，如真菌、动植物等原核生物，例如三菌、三体等DNA病毒，例如噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等RNA病毒，例如烟草花叶病毒、HIV等DNA和RNADNA和RNADNARNADNADNADNARNA生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质有细胞结构的生物，其遗传物质均是DNA，有些病毒的遗传物质也是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA20世纪，科学家发现染色体主要是由蛋白质和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。蛋白质可能作为遗传物质的原因：DNA可能作为遗传物质的原因：蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。一

对遗传物质的早期推测蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质艾弗里赫尔希和蔡斯格里菲思……通过确凿实验证据向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者有哪些呢？

虽然认识到了DNA的重要性，但是对DNA的具体结构还不清楚，因此，蛋白质是遗传物质的观点仍然占主导地位。肺炎链球菌体内转化实验肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验一

对遗传物质的早期推测肺炎链球菌

菌落荚膜致病性R型细菌菌落S型细菌菌落粗糙光滑无有无有1、两种肺炎链球菌(实验材料)的比较（P43相关信息)荚膜：某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，主要成分是多糖。S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡；R型细菌不会使人或小鼠患病，因此无致病性。R型S型二

格里菲思——肺炎链球菌的体内转化实验注射S型活细菌注射R型活细菌注射加热致死的S型细菌注射加热致死的S型细菌＋活的R型细菌2、实验过程第一组第三组第二组第四组（1)一、二组对比说明什么？（2)二、三组对比说明什么？（3)对比前面，第四组说明什么？（4)为什么会出现S型活菌？加热致死的S型细菌对小鼠没有致病性S型细菌对小鼠有致病性出现了活的S型细菌二

格里菲思——肺炎链球菌的体内转化实验小鼠不死亡小鼠死亡，分离出S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，分离出S型活细菌

从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以得出结论：R型活菌

S型菌

转化因子

S型菌

后代“转化因子究竟是S型细菌中的哪种物质？”实验结论：已经加热致死的_____细菌中，含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。S型二

格里菲思——肺炎链球菌的体内转化实验多糖

脂类

蛋白质

RNA

DNA加热致死的S型细菌在加热致死的S型细菌中含有哪些物质？但究竟哪一个才是转化因子呢？关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。三

艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验艾弗里阅读44页，思考以下问题：2、根据实验过程，思考：(1)实验的自变量和因变量是什么？（2)二—五组与一组对照，提取物化学成分有什么不同？（3)二、三、四组说明什么？（4)五组加入DNA酶，结果不出现S型活细菌，说明？1、从控制自变量的角度，艾佛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？二

艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验思考：如何去除细菌各组分？蛋白酶——去除蛋白质RNA酶——去除RNA酯酶——去除脂质和多糖DNA酶——去除DNA从控制自变量的角度，艾佛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？从控制自变量的角度，艾佛里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如：糖类、脂质、蛋白质等)。三

艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验1、过程（1)S型细菌的细胞提取物是如何制成的？（3)二、三、四组说明什么？（2)二——五组与一组对照，提取物化学成分有什么不同？（4)五组加入DNA酶，结果不出现S型活细菌，说明？RNA、蛋白质、糖类和脂质都不是转化因子加热致死的S型细菌被破碎去除大部分的糖类、蛋白质和脂质后制成。DNA是转化因子三

艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验2、艾弗里的肺炎链球菌转化实验结论组别处理步骤结果结论1S型细菌的细胞提取物，不做处理加入R型活细菌的培养基中，混合后培养2S型细菌的细胞提取物+蛋白酶3S型细菌的细胞提取物+RNA酶4S型细菌的细胞提取物+酯酶5S型细菌的细胞提取物+DNA酶R+SR+SR+SR+SRDNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。遵循单一变量原则和对照原则。其巧妙之处在于运用“减法原理”，人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。思考：该实验的设计遵循哪些原理?其巧妙之处是什么？（P46科学方法）三

艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验DNA是肺炎链球菌的遗传物质加法原理与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”减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。加法原理：在对照实验中，与常态比较，人为施加某种影响因素称为“加法原理”。在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，给予高温、施加酶、Fe3+等条件，观察实验结果在肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。教材P46对S型细菌和R型细菌

转化的理解(1)转化基础：加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌说明S型细菌的DNA是遗传物质。项目体内转化实验体外转化实验科学家细菌培养场所对照指标肺炎链球菌体内、体外转化实验的比较实验结果实验结论联系格里菲思艾弗里及其同事小鼠体内体外培养基R型细菌与S型细菌的致病性对照加热致死的S型细菌的细胞提取物及其经酶处理后的作用对照加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质①所用材料相同；②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则[正误辨析](1)R型细菌的菌体无荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。(

)(2)高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。(

)(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。(

)(4)艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。(

)××××1．格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结论，错误的是(

)A．说明肺炎链球菌的遗传物质是DNAB．说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C．说明R型活细菌是无致病性的D．说明加热致死的S型细菌是无致病性的A2．如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是(

)

A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNAB．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎链球菌B思考

：如何分析噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质？1、T2噬菌体①一种专门寄生在___________体内的病毒。大肠杆菌②化学成分:DNA和蛋白质尾部头部DNA蛋白质蛋白质——35SDNA——32P。(C、H、O、N、P)32(C、H、O、N、S)35(放射性)同位素标记法四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验可以用14C或3H或15N或18O吗？思考

：如何获得用35S和32P标记的噬菌体？标记噬菌体含32P的培养基培养大肠杆菌用噬菌体侵染含32P的大肠杆菌32P标记DNA的噬菌体含35S的培养基培养大肠杆菌用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌35S标记蛋白质的噬菌体蛋白质外壳带放射性DNA带放射性四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验2、实验过程噬菌体侵染大肠杆菌搅拌离心搅拌：搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心：让上清液中析出较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌空壳噬菌体不含有遗传物质，不能产生子代噬菌体。大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体短时间保温保持细菌活性，让噬菌体充分侵染细菌；四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验35S标记的噬菌体35S标记的噬菌体与细菌混合上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低在新形成的噬菌体中没有检测到35S①用35S标记的噬菌体

侵染大肠杆菌2、实验过程及结果四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验2、实验过程及结果32P标记的噬菌体32P标记的噬菌体与细菌混合上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高在新形成的噬菌体中检测到32P②用32P标记的噬菌体

侵染大肠杆菌四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验3、实验结论35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液很高很低沉淀物很低很高说明蛋白质DNA蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验4、实验误差分析：①35S标记的噬菌体侵染细菌时，发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分部分蛋白质外壳还吸附在细菌上，离心时随细菌进入沉淀物中。保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。

②32P标记的噬菌体侵染细菌时，发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？四

赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验方法结论分别用除去蛋白质、RNA、脂质、DNA等成分的S型菌的细胞提取物与R型菌混合培养分别用同位素35S、32P标记噬菌体的蛋白质和DNA①证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质；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[正误辨析](1)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P几乎都存在于DNA中，S仅存在于蛋白质中。(

)(2)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(

)(3)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工养基培养噬菌体。(

)(4)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点。√××√(

)2．噬菌体体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌体内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是(

)A．外壳中有35S和32S，DNA中只含有32PB．外壳中只有32S，DNA中只含有32PC．外壳中有35S和32S，DNA中含有32P和31PD．外壳中只有32S，DNA中含有32P和31PD1．某校生物研究性学习小组仿照赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析正确的是(

)A．理论上，b和c中不应具有放射性B．实验中b含少量放射性与过程①中培养时间过长或过短有关C．实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充分有关D．该实验证明了RNA是遗传物质

A🤔讨论（P46)1、艾佛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？①个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒细胞结构，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。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？艾弗里实验细菌的培养技术、物质的提纯与鉴定技术等赫尔希实验噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提取与分离技术等只有DNA是遗传物质吗？烟草花叶病毒示意图图(左)和电镜照片(右)RNA蛋白质外壳思考：如何证明烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA？五

RNA是RNA病毒的遗传物质①烟草花叶病毒的感染实验结论：_____才是烟草花叶病毒的遗传物质，______不是遗传物质患病不患病A型B型RNA

蛋白质②烟草花叶病毒的重组侵染实验B型五

RNA是RNA病毒的遗传物质格里菲斯的体内转化实验艾弗里的体外转化实验转化因子是什么加热杀死的S型细菌中含有转化因子肺炎链球菌的转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质RNA是TMV的遗传物质DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质RNA是RNA病毒的遗传物质更多实验证据更多实验证据DNA是主要的遗传物质总结烟草花叶病毒的感染实验[正误辨析](1)真核生物的遗传物质是DNA。(

)(2)原核生物的遗传物质是RNA。(

)(3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。(

)(4)DNA是酵母菌的主要遗传物质。(

)√×××1．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，下列对这种病原体的叙述，正确的是(

)A．寄生于细胞内，通过RNA遗传B．可单独生存，通过蛋白质遗传C