【課件】 DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

20世紀(jì)20年代蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)

20世紀(jì)30年代人們認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子意識(shí)到DNA的重要性，但對(duì)DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認(rèn)識(shí)。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位。S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌體菌落毒性光滑Smooth粗糙rough有多糖類的莢膜無多糖類的莢膜有毒性，可致死無毒性實(shí)驗(yàn)材料：①肺炎鏈球菌②小白鼠多糖莢膜二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體內(nèi)轉(zhuǎn)化（格里菲思）注射R型活細(xì)菌小鼠不死亡第一組注射S型活細(xì)菌小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌第二組注射加熱致死的S型細(xì)菌小鼠不死亡第三組小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌第四組將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射也有

R型活菌二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體內(nèi)轉(zhuǎn)化（格里菲思）如何檢驗(yàn)這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？將去除絕大部分的糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的細(xì)胞提取物分別加入有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，觀察除去相關(guān)物質(zhì)后，細(xì)胞提取物的功能。設(shè)計(jì)思路：討論

加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”。有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物第一組+S型細(xì)菌R型細(xì)菌有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液第二至四組+S型細(xì)菌R型細(xì)菌混合混合有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液第五組+混合只長(zhǎng)R型細(xì)菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——體外轉(zhuǎn)化（艾弗里）第一組實(shí)驗(yàn)：第二至四組實(shí)驗(yàn)：第五組實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)除去的大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子；蛋白酶、RNA酶和酯酶可水解細(xì)胞提取物中剩余的少量蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)；三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子；DNA酶可水解除去細(xì)胞提取物中的DNA，該組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)：①DNA的水解產(chǎn)物不是轉(zhuǎn)化因子；②DNA就是轉(zhuǎn)化因子；◎該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循哪些原理？實(shí)驗(yàn)結(jié)論①“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。

遵循單一變量原則和對(duì)照原則?；蛑亟MR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)→②蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。減法原理：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如，在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)?！蛟谧C明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵

的設(shè)計(jì)思路是什么？科學(xué)方法：自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”P46與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，利用了“加法原理”；與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，這利用了“減法原理”。

小結(jié)結(jié)論2轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)1結(jié)論1存在“轉(zhuǎn)化因子”格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)2艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個(gè)有說服力的實(shí)驗(yàn)。

思考：有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)去觀察它們的作用呢？艾弗里實(shí)驗(yàn)細(xì)胞提取物不夠純當(dāng)時(shí)科學(xué)界深信蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖（2）成分只有蛋白質(zhì)和DNA（1）專一性寄生大腸桿菌（3）侵染大腸桿菌后,會(huì)在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分,進(jìn)行大量的繁殖1.T2噬菌體特點(diǎn)：侵入別的細(xì)菌注入復(fù)制、合成吸附組裝釋放吸附注入復(fù)制、合成組裝釋放◎噬菌體侵染細(xì)菌的過程三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖（2）成分只有蛋白質(zhì)和DNA（1）專一性寄生大腸桿菌（3）侵染大腸桿菌后,會(huì)在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分,進(jìn)行大量的繁殖1.T2噬菌體特點(diǎn)：（4）侵染時(shí)，僅將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在體外。4.DNA和蛋白質(zhì)，應(yīng)分別標(biāo)記哪一種元素？3.用什么方法確定導(dǎo)入細(xì)菌的物質(zhì)？2.要證明噬菌體里面蛋白質(zhì)和DNA誰是遺傳物質(zhì)，只需證明：導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的哪一物質(zhì)！蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（標(biāo)記35S）（標(biāo)記32P）同位素標(biāo)記法三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)大腸桿菌大腸桿菌噬菌體噬菌體5.怎樣將35S和32P標(biāo)記到噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA上？三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)與未標(biāo)記的細(xì)菌混合，保溫上清液沉淀物未進(jìn)入細(xì)菌的噬菌體被侵染的大腸桿菌標(biāo)記噬菌體攪拌后離心檢測(cè)上清液和沉淀中的放射性思考：1.上清液和沉淀物中分別是什么？2.攪拌和離心的目的分別是什么？3.在標(biāo)記噬菌體時(shí)，用兩種同位素分別標(biāo)記兩組噬菌體還是同

時(shí)標(biāo)記一組噬菌體呢？6.赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)過程★用35S標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌被35S標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合攪拌器攪拌后離心上清液的放射性很高沉淀物中的放射性很低在新形成的噬菌體中沒有檢測(cè)到35S說明：T2噬菌體中的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入大腸桿菌?！镉?2P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌在新形成的部分噬菌體中檢測(cè)到32P攪拌后離心被32P標(biāo)記的噬菌體32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合攪拌器上清液的放射性很低沉淀物中的放射性很高說明：T2噬菌體中的DNA進(jìn)入了大腸桿菌。赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。注意：這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。2.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？(1)保溫時(shí)間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。(2)保溫時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。1.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？思考.討論

目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。思考：

只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？流感病毒SARS病毒煙草花葉病毒新型冠狀病毒1.RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)材料：煙草花葉病毒(只含有

和

)、煙草。(2)實(shí)驗(yàn)過程(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是

，不是

。蛋白質(zhì)RNA不感染病毒RNA感染病毒RNA蛋白質(zhì)四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)細(xì)胞生物含有DNA和RNA病毒含有DNA或RNADNA病毒RNA病毒遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是RNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA?。。?！具體某種生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，不能加“主要”二字。有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳物質(zhì)是DNA,病毒遺傳物質(zhì)為DNA或RNA。四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA

（2）煙草的遺傳物質(zhì)是什么？DNA

1.（1）動(dòng)物和人體的遺傳物質(zhì)是什么？

（3）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是什么？

（4）一切生物的遺傳物質(zhì)是什么？

（5）病毒的遺傳物質(zhì)是什么？核酸（DNA或RNA）課堂練習(xí)：2.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述中，不正確的是()A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)C1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將加熱殺死的有毒S型細(xì)菌和無毒R型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)，結(jié)果在小鼠體內(nèi)找到了下列類型的哪種細(xì)菌（

）A.有毒R型B.有毒S型C.無毒S型D.有毒S型和無毒R型D活學(xué)活用C2.赫爾希和蔡斯通過T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟:①培養(yǎng)噬菌體，②35S和32P分別標(biāo)記噬菌體，③放射性檢測(cè)，④離心分離。實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序?yàn)椋ǎ〢．①②④③B．④②①③C．②①④③D．②①③④1、個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于觀察由遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化；繁殖快，細(xì)菌20-30min就可以繁殖一代，病毒可在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖。P46思考討論：2、巧妙運(yùn)用減法原理，最大的困難是如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)（糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）。3、艾弗里：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等；赫爾希：噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記法、物質(zhì)的提取和分離等技術(shù)。啟示：科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將加熱殺死的有毒S型細(xì)菌和無毒R型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)，結(jié)果在小鼠體內(nèi)找到了下列類型的哪種細(xì)菌（

）A.有毒R型B.有毒S型C.無毒S型D.有毒S型和無毒R型D活學(xué)活用C2.赫爾希和蔡斯通過T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟:①培養(yǎng)噬菌體，②35S和32P分別標(biāo)記噬菌體，③放射性檢測(cè)，④離心分離。實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序?yàn)椋ǎ〢．①②④③B．④②①③C．②①④③D．②①③④