湖南省懷化市湖天中學高中生物 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質課件 新人教版必修2

第第3章章 基因的本質基因的本質孟德爾通過豌孟德爾通過豌豆實驗證明了豆實驗證明了生物的性狀由生物的性狀由 控制?？刂?。遺傳因子遺傳因子染色體染色體摩爾根通過果摩爾根通過果蠅實驗證明了蠅實驗證明了基因位于基因位于 上。上?？茖W家發(fā)現：染色體科學家發(fā)現：染色體主要組成成分主要組成成分 蛋白質和蛋白質和DNA。DNA染色體在遺染色體在遺傳上的連續(xù)傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性性和穩(wěn)定性蛋白質蛋白質分子結構相對穩(wěn)定分子結構相對穩(wěn)定,特定情況下特定情況下能產生可遺傳的變異能產生可遺傳的變異遺傳物質應具備的特點遺傳物質應具備的特點能自我復制，前后代保持一定的連續(xù)性能自我復制，前后代保持一定的連續(xù)性能指導蛋白質的合成，從而控制新陳代謝和性狀能指導蛋白質的合成，從而控制新陳代謝和性狀具有多樣性，能儲存大量的遺傳信息具有多樣性，能儲存大量的遺傳信息蛋白質的基本組成單位蛋白質的基本組成單位氨基酸氨基酸氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息蛋白質是生物體主要的遺傳物質蛋白質是生物體主要的遺傳物質實驗材料：實驗材料： 兩種肺炎雙球菌 多糖類莢膜多糖類莢膜R型菌型菌菌落菌落:粗糙粗糙 無莢膜，無毒無莢膜，無毒S型菌型菌菌落菌落:光滑光滑( mooth) 有莢膜，有毒，有莢膜，有毒，可致死可致死( ough)活活R + 有毒有毒S型死細菌型死細菌 小鼠死亡小鼠死亡有毒有毒S型死細菌型死細菌 小鼠正常小鼠正常 有毒有毒S型活細菌型活細菌 小鼠死亡小鼠死亡 無毒無毒R型活細菌型活細菌 小鼠正常小鼠正常第一組第一組第三組第三組Text in here第二組第二組第四組第四組S型活細菌型活細菌1、體內轉化實驗、體內轉化實驗:格里菲斯格里菲斯R活活R + 有毒有毒S型死細菌型死細菌 小鼠死亡小鼠死亡第四組第四組S活活R死死S小鼠死亡小鼠死亡S活活SS中的轉化因子中的轉化因子返返 回回1、體內轉化實驗、體內轉化實驗:格里菲斯格里菲斯 已經被加熱殺死的已經被加熱殺死的S S型細菌中，型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性必然含有某種促成這一轉化的活性物質物質轉化因子轉化因子格里菲思實驗的結論是什么格里菲思實驗的結論是什么? 實驗結論：實驗結論：1、體內轉化實驗、體內轉化實驗:格里菲斯格里菲斯2、體外轉化實驗：艾弗里、體外轉化實驗：艾弗里R型型細細菌菌的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基R型菌型菌R型菌型菌R型菌型菌S型菌的型菌的DNAS型菌的蛋白型菌的蛋白質或質或S型菌的型菌的莢膜多糖莢膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶R型菌型菌S型菌型菌只長只長R型菌型菌只長只長R型菌型菌加入物質加入物質實驗結論實驗結論“轉化因子轉化因子”是是DNA，DNA才是使才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。 思考：在證明思考：在證明DNA還是蛋白質或其他還是蛋白質或其他物質是遺傳物質的實驗中最關鍵的物質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計思路是什么？設計思路是什么？ 必須必須將蛋白質、其他物質與將蛋白質、其他物質與DNA分開，單獨、直接地觀察它們分開，單獨、直接地觀察它們的作用的作用，才能確定究竟誰是遺傳物，才能確定究竟誰是遺傳物質。質。 艾弗里的實驗引起了人們的注意，但艾弗里的實驗引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中提取出的是，由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度，純度最高時也還有最高時也還有0.02%的蛋白質，因此，仍有的蛋白質，因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。人對實驗結論表示懷疑。有沒有比細菌更為簡單的實驗材料有沒有比細菌更為簡單的實驗材料？1952年，以為實驗材料，利用的新技術，完成了另一個更具有說服力的實驗.思維碰撞思維碰撞噬菌體的結構模式圖噬菌體的結構模式圖三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體中60%是蛋白質,40%是DNA.T T2 2 噬菌體的特點噬菌體的特點 是一種專門是一種專門寄生寄生在大腸桿菌體內的病毒在大腸桿菌體內的病毒 頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成，頭部內含有頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成，頭部內含有DNADNA在在自身遺傳物質自身遺傳物質的指導下進行繁殖的指導下進行繁殖, ,原料來自大腸桿菌原料來自大腸桿菌 子代噬菌體從子代噬菌體從宿主細胞宿主細胞裂解釋放裂解釋放。 噬菌體噬菌體大腸桿菌大腸桿菌三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗閱讀教材，思考以下問題閱讀教材，思考以下問題1、本實驗設計思路是什么？、本實驗設計思路是什么？2、如何把、如何把DNA和蛋白質區(qū)分開來？如何培養(yǎng)并標記和蛋白質區(qū)分開來？如何培養(yǎng)并標記T2噬菌體噬菌體3. 為什么選擇為什么選擇35S和和32P這兩種同位素分別對蛋白質和這兩種同位素分別對蛋白質和DNA進行進行標記標記?目的是什么？用目的是什么？用14C和和18O的同位素標記可行嗎？的同位素標記可行嗎？4. 短時間保溫，攪拌和離心的目的是什么？短時間保溫，攪拌和離心的目的是什么？5.上清液，沉淀物分別主要是什么？上清液，沉淀物分別主要是什么？ 35S標記的一組，放射性主標記的一組，放射性主要分布在上清液，要分布在上清液，32P標記的一組，放射性主要分布在沉淀物中標記的一組，放射性主要分布在沉淀物中，這說明了什么問題？，這說明了什么問題？1、實驗設計思路：、實驗設計思路： 把蛋白質和把蛋白質和DNA區(qū)分開區(qū)分開，直接地、單，直接地、單獨地觀察獨地觀察DNA和蛋白質的作用和蛋白質的作用2、實驗方法：、實驗方法：放射性同位素標記法放射性同位素標記法三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗蛋白質的組成元素：蛋白質的組成元素：D N A 的組成元素：的組成元素：（標記（標記32p）（標記（標記35s ）標記噬菌體方法：標記噬菌體方法：v在分別含有放射性同位素在分別含有放射性同位素32p 和和35s的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌中培養(yǎng)細菌v分別用上述細菌培養(yǎng)分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含噬菌體，制備含32p 的噬菌體和含的噬菌體和含35s的噬菌體的噬菌體放射性同位素標記法放射性同位素標記法1、實驗設計思路：、實驗設計思路：3、實驗過程：、實驗過程：把蛋白質和把蛋白質和DNA區(qū)分開區(qū)分開，直接地、單，直接地、單獨地觀察獨地觀察DNA和蛋白質的作用和蛋白質的作用(1)標記細菌標記細菌細菌+含35S的培養(yǎng)基細菌+含32P的培養(yǎng)基含35S的細菌含32P的細菌(2)標記噬菌體標記噬菌體噬菌體+含35S的細菌噬菌體+含32P的細菌含35S的噬菌體含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細菌噬菌體侵染細菌含35S的噬菌體+細菌含32P的噬菌體+細菌: :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、實驗方法：、實驗方法：放射性同位素標記法放射性同位素標記法三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗閱讀教材，思考以下問題閱讀教材，思考以下問題1、本實驗設計思路是什么？、本實驗設計思路是什么？2、如何把、如何把DNA和蛋白質區(qū)分開來？如何培養(yǎng)并標記和蛋白質區(qū)分開來？如何培養(yǎng)并標記T2噬菌體噬菌體3. 為什么選擇為什么選擇35S和和32P這兩種同位素分別對蛋白質和這兩種同位素分別對蛋白質和DNA進行進行標記標記?目的是什么？用目的是什么？用14C和和18O的同位素標記可行嗎？的同位素標記可行嗎？4. 短時間保溫，攪拌和離心的目的是什么？短時間保溫，攪拌和離心的目的是什么？5.上清液，沉淀物分別主要是什么？上清液，沉淀物分別主要是什么？ 35S標記的一組，放射性主標記的一組，放射性主要分布在上清液，要分布在上清液，32P標記的一組，放射性主要分布在沉淀物中標記的一組，放射性主要分布在沉淀物中，這說明了什么問題？，這說明了什么問題？標記細菌標記細菌標記噬菌體標記噬菌體噬菌體侵染細菌（短時間保溫）噬菌體侵染細菌（短時間保溫）攪拌離心攪拌離心觀察放射性的分布觀察放射性的分布“短時間短時間”：保證子代噬菌體的：保證子代噬菌體的DNADNA和蛋白質在大腸桿菌中正處于合成和蛋白質在大腸桿菌中正處于合成階段，子代噬菌體還沒有組裝好，階段，子代噬菌體還沒有組裝好，或雖已經組裝但并未使細菌發(fā)生裂或雖已經組裝但并未使細菌發(fā)生裂解解 “保溫保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。的恒定的溫度，以保證酶的活性。 攪拌的目的：使吸附在攪拌的目的：使吸附在細菌上的噬菌體外殼與細菌上的噬菌體外殼與細菌分離細菌分離離心的目的：讓上清液中離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。留下被感染的大腸桿菌。 內部內部DNA不存在不存在了的噬菌體外殼了的噬菌體外殼噬菌體比大腸桿菌輕噬菌體比大腸桿菌輕4、實驗結果實驗結果：上清液：沉淀物：噬菌體細菌(外殼)(被注入的遺傳物質)35S標記的實驗標記的實驗32P標記的實驗標記的實驗標記部位標記部位放射性放射性情況情況上清液沉淀物蛋白質DNA有放射性無無有放射性35S標記實驗，沉標記實驗，沉淀物也有放射性淀物也有放射性32P標記實驗，上標記實驗，上清液也有放射性清液也有放射性噬菌體蛋白質外殼與細菌分離不完全噬菌體蛋白質外殼與細菌分離不完全保溫時間長，子代噬菌體保溫時間長，子代噬菌體釋放出來的釋放出來的、未侵染的噬菌體、未侵染的噬菌體/釋放的/未侵染的)很高很低很低很高DNA是噬菌體的遺傳物質是噬菌體的遺傳物質5、實驗結論、實驗結論噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：侵入別的細菌侵入別的細菌合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附侵入侵入合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附動畫 首先，噬菌體的尾端吸附在細菌的表面首先，噬菌體的尾端吸附在細菌的表面侵入侵入 然后，然后， 噬菌體通過尾軸把噬菌體通過尾軸把DNA全部注進細菌體內全部注進細菌體內，而蛋白質外殼則留在細菌體外，不起作用。，而蛋白質外殼則留在細菌體外，不起作用。 噬菌體的噬菌體的 DNA 在細菌體內，使細胞本身的在細菌體內，使細胞本身的 DNA 解解體，同時利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的體，同時利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的 DNA和和蛋白質，蛋白質， 這些新合成的這些新合成的 DNA 和蛋白質外殼組裝出很多和蛋白質外殼組裝出很多個與親代一模一樣的子代噬菌體。個與親代一模一樣的子代噬菌體。 最后，這些噬菌體由于細菌最后，這些噬菌體由于細菌的解體而被釋放出來，再去侵染其的解體而被釋放出來，再去侵染其他的細菌。他的細菌。DNA是遺傳物質是遺傳物質1928年年 格里菲思格里菲思 體內轉化實驗體內轉化實驗1944年年 艾弗里艾弗里體外轉化實驗體外轉化實驗1952年年 赫爾希、蔡斯赫爾希、蔡斯噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗DNADNA是唯一的遺傳物質嗎？是唯一的遺傳物質嗎？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒煙草花葉病毒煙草花葉病毒下面這些生物的遺傳物質是什么？下面這些生物的遺傳物質是什么？背景知識：背景知識：煙草花煙草花葉病毒葉病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白質和蛋白質組成組成的，在感染煙草時，的，在感染煙草時，會出現致病斑。會出現致病斑。蛋白質蛋白質RNA分分離離感染感染煙草煙草感染感染煙草煙草實驗實驗結果結果出現病斑出現病斑不出現病斑不出現病斑實驗實驗結果結果分離分離分離分離重組重組重組重組感染新的病毒新的病毒產生產生哪種哪種病毒？病毒？四四.煙草花葉病毒重建實驗煙草花葉病毒重建實驗細胞結構細胞結構生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遺傳物質是遺傳物質是DNADNA非細胞結非細胞結構生物構生物遺傳物質是遺傳物質是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物總結總結4 4、由于大多數生物的遺傳物質是、由于大多數生物的遺傳物質是DNADNA，所以說，所以說。但肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染。但肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗只能證明細菌的實驗只能證明。3 3、在、在只含只含RNARNA的少數病毒的少數病毒（煙草花葉病毒、（煙草花葉病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作為遺傳物質。才作為遺傳物質。2 2、凡是具有細胞結構的生物，既有、凡是具有細胞結構的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遺，遺傳物質是傳物質是DNADNA1 1、一切生物的遺傳物質是核酸、一切生物的遺傳物質是核酸選擇題選擇題 1 1、關于病毒的遺傳物質的敘述正確的是、關于病毒的遺傳物質的敘述正確的是A. 核糖核酸核糖核酸B. 脫氧核糖核酸或核糖核酸脫氧核糖核酸或核糖核酸C.脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸D. 脫氧核糖核酸和核糖核酸脫氧核糖核酸和核糖核酸B2.2.生物的遺傳物質是：生物的遺傳物質是：( )( ) A.DNA B.RNA C. A.DNA B.RNA C.核酸核酸 D. D. 蛋白質蛋白質C3 3注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（ ） A AR R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 B B加熱殺死后的加熱殺死后的R R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 C C加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 D D加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙球菌與型肺炎雙球菌與R R型細菌混合型細菌混合D4、用噬菌體去侵染內含有、用噬菌體去侵染內含有32P的細菌，在細菌解體后的細菌，在細菌解體后，含，含32P的應是的應是( )A、子代噬菌體、子代噬菌體DNA B、子代噬菌體蛋白質外殼、子代噬菌體蛋白質外殼C、子代噬菌體所有部分、子代噬菌體所有部分 D、子代噬菌體不含、子代噬菌體不含32P5、用噬菌體去感染內含大量、用噬菌體去感染內含大量3H的細菌，待細菌解體的細菌，待細菌解體后，后，3H應應( ) A、隨細菌的解體而消失、隨細菌的解體而消失 B、發(fā)現于噬菌體外殼和、發(fā)現于噬菌體外殼和DNA中中 C、僅發(fā)現于噬菌體的、僅發(fā)現于噬菌體的DNA中中 D、僅發(fā)現于噬菌體的外殼中、僅發(fā)現于噬菌體的外殼中AB6 6、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外殼是殼是( )( )A.A.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導下，用細菌的物質合成的的指導下，用細菌的物質合成的B.B.在細菌在細菌DNADNA的指導下，用細菌的物質合成的的指導下，用細菌的物質合成的C.C.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導下，用噬菌體的物質合成的的指導下，用噬菌體的物質合成的D.D.在細菌在細菌DNADNA的指導下，用噬菌體的物質合成的的指導下，用噬菌體的物質合成的【解析】【解析】 當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內的只有噬菌體當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內的只有噬菌體DNADNA，子，子代噬菌體的蛋白質外殼和代噬菌體的蛋白質外殼和DNADNA都是在噬菌體都是在噬菌體DNADNA的指導下，用細菌的氨基酸和的指導下，用細菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。脫氧核苷酸合成的?！敬鸢浮俊敬鸢浮?A 7 7、某科學家做、某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗”時，分別用同位素時，分別用同位素3232P P和和3535S S做了標記做了標記( (見下表見下表) )： 此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析：均相同。請分析：(1)(1)子噬菌體的子噬菌體的DNADNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ；(2)(2)子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是 ；(3)此實驗說明了此實驗說明了 。 【答案】【答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2) (2)3535S S (3) (3)DNADNA是遺傳物質是遺傳物質 噬菌體成分噬菌體成分 細菌成分細菌成分 核苷酸標記核苷酸標記3232P P 3131P P 氨基酸氨基酸 3232S S標記標記 3535S S肺炎雙球菌實驗的評價肺炎雙球菌實驗的評價1、遵循了嚴格的對照原則和單因子變量原則2、科學的思路：發(fā)現問題提出假設設計實驗驗證得出結論體內轉化實驗體內轉化實驗體外轉化實驗體外轉化實驗探究實驗的基本步驟探究實驗的基本步驟格里菲思，格里菲思，體內轉化實驗體內轉化實驗艾弗里，艾弗里，體外轉化實驗體外轉化實驗