DNA是主要的遗传物质课件 高一下学期生物人教版必修2.pptx

第三章 基因的本质第一节 DNA是主要的遗传物质蛋白质蛋白质DNA？染色体的组成：染色体的组成：哪种物质才是真正的遗传物质呢？哪种物质才是真正的遗传物质呢？对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测 20世纪20年代，蛋白质是生物体的遗传物质;30年代，开始意识到DNA的重要性。DNADNA是主要的遗传物质探究历程是主要的遗传物质探究历程脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸2020世纪世纪3030年代：年代：DNADNA有重要作用有重要作用AGCT对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 20世纪20年代，蛋白质是生物体的遗传物质;30年代，开始意识到DNA的重要性。DNADNA是主要的遗传物质探究历程是主要的遗传物质探究历程1、实验材料：两种肺炎双球菌 R型菌菌落：粗糙，无荚膜，无毒多糖类荚膜S型菌菌落：光滑，有荚膜，有毒，使人患肺炎或是小鼠患败血症菌落：菌落：由单个细菌(或其他微生物)细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的子细胞群落。肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验格里菲思肺炎双球菌的（体内）转化实验2、实验过程：肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验格里菲思肺炎双球菌的（体内）转化实验1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，。2.将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症 。3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，。4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症 。分离得到R型和S型活细菌不死亡死亡不死亡死亡 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，含有某种型细菌中，含有某种活性物质活性物质“转化因子转化因子”将无毒将无毒R R型菌转化型菌转化为有毒的为有毒的S S型活菌。型活菌。转化因子是转化因子是S型细菌中的哪一类物质？型细菌中的哪一类物质？思考思考：肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验格里菲思肺炎双球菌的（体内）转化实验3、实验推论：关键关键的实验设计思路的实验设计思路是什么？是什么？S S型细菌的化学组分图型细菌的化学组分图多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质DNARNA多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质DNARNA 将将DNADNA与与蛋蛋白白质质等等其其他他物物质质分分开开，单单独独、直接地观察它们的作用。直接地观察它们的作用。哪一个才是转化因子呢？哪一个才是转化因子呢？哪一个才是转化因子呢？哪一个才是转化因子呢？肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验艾弗里肺炎双球菌的（体外）转化实验R型型活活细细菌菌的的培培养养基基R型菌型菌R型菌型菌R型菌型菌S型活菌型活菌的的DNAS型活菌的蛋型活菌的蛋白质或白质或S型菌型菌的荚膜多糖的荚膜多糖S型活菌的型活菌的DNA+DNA酶酶R型菌型菌S型菌型菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌加入物质加入物质第一、二组形成相互对照，表明了什么？第一、二组形成相互对照，表明了什么？DNA是转化因子，而蛋白质等物质不是。是转化因子，而蛋白质等物质不是。第一、三组形成对照，自变量是什么？表明了什么第一、三组形成对照，自变量是什么？表明了什么？自变量是自变量是“DNA结构是否完整结构是否完整”表明：表明：DNA结构不完整，无法行使转化功能。结构不完整，无法行使转化功能。1、实验过程：肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验艾弗里肺炎双球菌的（体外）转化实验不足之处：受技术限制，不足之处：受技术限制，DNADNA无法无法100%100%提纯，总含少量蛋提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验艾弗里肺炎双球菌的（体外）转化实验 转化因子是转化因子是DNADNA，DNADNA才是使才是使R R型细菌型细菌产生稳定遗传变化的物质产生稳定遗传变化的物质。2、实验结论：肺炎双球菌转化的原理是什么？肺炎双球菌转化的原理是什么？思考思考：基因重组基因重组对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 20世纪20年代，蛋白质是生物体的遗传物质;30年代，开始意识到DNA的重要性。DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNADNA是主要的遗传物质探究历程是主要的遗传物质探究历程1.1.实验目的是什么？实验目的是什么？2.2.实验原理有哪些？实验原理有哪些？3.3.实验材料是什么？怎样处理实验材料的？实验材料是什么？怎样处理实验材料的？4 4.实验的具体步骤是什么？实验的具体步骤是什么？阅读课本P44-45，思考讨论以下问题：噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验 T T2 2噬菌体的结构特点噬菌体的结构特点T T2 2噬菌体（是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒)T2噬菌体的结构分头部和尾部，其外壳由蛋白质组成，头部含DNA。DNA和蛋白质哪个是遗传物质？1、实验目的：2、实验原理：噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验 噬菌体的生殖生理特征噬菌体的生殖生理特征10203040110100潜伏期潜伏期突破期突破期生长曲线生长曲线噬菌斑数（个）噬菌斑数（个）0时间（时间（min）0.1侵入别的细菌注入合成组装释放T T2 2噬菌体的增殖特征噬菌体的增殖特征吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放模板：模板：噬菌体噬菌体原料：原料：大肠杆菌提供四种脱氧核苷酸和氨基酸大肠杆菌提供四种脱氧核苷酸和氨基酸场所：场所：大肠杆菌大肠杆菌吸附构成构成T T2 2噬菌体噬菌体蛋白质和核酸的化学元素的特点蛋白质和核酸的化学元素的特点蛋白质蛋白质DNA60%蛋白质：40%DNA：C、H、O、N、SC、H、O、N、P 35S32P同位素示踪法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。同位素示踪所利用的放射性同位素及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。放射性同位素示踪原理放射性同位素示踪原理实验材料及其处理实验材料及其处理放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法C C、H H、O O、N N、P P C C、H H、O O、N N、S SP P S S（标记（标记（标记（标记32323232P P P P）（标记（标记（标记（标记35353535S S S S）3 3、实验方案确定、实验方案确定 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养培养T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体-蛋白质（蛋白质（35S）32P35S培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养培养T2噬菌体噬菌体大肠杆菌（大肠杆菌（3232P P）噬菌体噬菌体-DNA（32P）标记噬菌体的方法标记噬菌体的方法大肠杆菌（大肠杆菌（3535S S）微生物培养法微生物培养法3 3、实验方案确定、实验方案确定 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验标记大肠杆菌标记大肠杆菌标记噬菌体标记噬菌体已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌短时间保温搅拌离心搅拌离心检测放射性物质的分布检测放射性物质的分布实验一：蛋白质含有35S标记的噬菌体实验二：DNA含有32P标记的噬菌体短时间：一般20分钟左右。保温时间过长或过短都会影响。保温：为噬菌体提供适宜、恒定的温度，保证酶的活性。搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离。离心：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。上清液：T2噬菌体颗粒和培养液沉淀物：被感染的大肠杆菌3 3、实验方案确定、实验方案确定 确定实验步骤确定实验步骤噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验放射性很高放射性很低放射性很低放射性很高被35S标记的噬菌体被32P标记的噬菌体被35S标记的噬菌体与细菌混合被32P标记的噬菌体与细菌混合搅拌离心搅拌离心新形成的噬菌体中未检测到35S新形成的噬菌体中检测到32P实验一实验一实验二实验二4 4、实施实验、实施实验 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验实验一实验二推论1：进入大肠杆菌主要是DNA，大部分蛋白质外壳留在大肠杆菌的外面富含亲代噬菌体的蛋白质外壳富含亲代噬菌体的核酸5 5、实验结果分析、实验结果分析 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验组别组别亲代噬菌体亲代噬菌体宿主细胞宿主细胞（未被标记（未被标记的大肠杆菌）的大肠杆菌）子代噬菌体子代噬菌体实验结论实验结论 实验一35S标记蛋白质 实验二32P标记DNA无35S标记蛋白质无32P标记DNA外壳蛋白质无35S标记DNA有32P标记子子代代噬噬菌菌体体的的各各种种性性状状通通过过亲亲代代DNADNA遗遗传传，DNADNA才才是遗传物质。是遗传物质。推论2：噬菌体在其遗传物质的作用下，利用大肠杆菌内的原料组装合成子代噬菌体5 5、实验结果分析、实验结果分析 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验搅拌不充分搅拌不充分：部分噬菌体颗粒还吸附在细菌上保温时间过短保温时间过短：导致噬菌体还未完全侵染细菌保温时间过长保温时间过长：导致部分细菌裂解噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验5 5、实验结果分析、实验结果分析 DNADNA是遗传物质是遗传物质19281928年年 格里菲思格里菲思肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体内转化实验19441944年年 艾弗里艾弗里肺炎双球菌体体外转化实验肺炎双球菌体体外转化实验DNA是所有生物的遗传物质吗？19521952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 思考思考：RNA型病毒：烟草花叶病毒（TMV）、车前草病毒（HRV）、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV）、禽流感病毒等。SARSSARS病毒病毒艾滋病病毒艾滋病病毒 （HIVHIV）禽流感病禽流感病（蓝色部分）（蓝色部分）小资料：使烟草产生病斑的烟草花叶病毒不含小资料：使烟草产生病斑的烟草花叶病毒不含DNADNA，只，只有有RNARNA和蛋白质和蛋白质DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 探究烟草花叶病毒遗传物质实验 思考思考：如何设计探究实验？如何设计探究实验？1957年，格勒和施拉姆的实验（用石炭酸处理烟草花叶病毒）：Fraenkel-Conrat著名的植物病毒重建实验：结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验 烟草花叶病毒感染烟草实验DNA才是真正的遗传物质少数病毒，以RNA为遗传物质绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此，因此，DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 20世纪20年代，蛋白质是生物体的遗传物质;30年代，开始意识到DNA的重要性。DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，进行T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，发现子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。证明DNA是真正的遗传物质。DNADNA是主要的遗传物质探究历程是主要的遗传物质探究历程 绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒以RNA为遗传物质时间时间科学家科学家实验材料实验材料实验方法实验方法实验思路实验思路实验结论实验结论1928格里菲斯小鼠用两种不同类型的肺炎双球菌感染小鼠用R型和S型肺炎双球菌分别感染小鼠。接着又用杀死的S型菌和活R型菌+死S型菌感染小鼠。体内存在转化因子，使型活细菌转化为S型有毒细菌1944艾弗里S型菌分离提纯S型菌中的DNA、蛋白质、多糖分离提纯S型菌中的DNA、蛋白质、多糖，分别加入R型菌培养基。看看哪个物质可以使R型菌发生转化DNA才是使R型菌产生稳定遗传的物质1952赫尔希、蔡斯噬菌体 同位素标记法同位素标记法分别标记噬菌体的DNA和蛋白质。离心后分别检测沉淀物的放射性DNA才是真正的遗传物质1957年格勒、施拉姆烟草花叶病毒提取烟草花叶病毒的蛋白质、RNA，分别侵染烟草花叶提取烟草花叶病毒的蛋白质、RNA，分别侵染烟草花叶。观察哪种物质可以使烟草花叶染病。在只含有RNA 的生物中，RNA是遗传物质。绝大多数生物遗传物质是DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA是主要遗传物质科学探究历程课堂小结课堂小结1 1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合2 2用噬菌体去感染体内含用噬菌体去感染体内含3232P P的大肠杆菌，在大肠杆菌解的大肠杆菌，在大肠杆菌解体后含体后含3232P P的是（的是（）A A子代噬菌体子代噬菌体DNADNA B B子代噬菌体所有部分子代噬菌体所有部分 C C子代噬菌体蛋白质外壳子代噬菌体蛋白质外壳 D D子代噬菌体不含子代噬菌体不含3232P PDA巩固练习巩固练习3.3.根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：上清液和沉淀物中的成分分别是上清液和沉淀物中的成分分别是 和和 ，原因是：，原因是：。进入细菌体内的是噬菌体的进入细菌体内的是噬菌体的 ,依据是：依据是：。噬菌体颗粒噬菌体颗粒细菌细菌两者密度不同两者密度不同DNADNA放射性放射性3232P P只存在于沉淀物中只存在于沉淀物中T T2 2噬菌体复制所需原料来自噬菌体复制所需原料来自 ，子代，子代T T2 2噬噬菌体蛋白质外壳合成场所是菌体蛋白质外壳合成场所是 。大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌的核糖体大肠杆菌的核糖体该实验结束后释放出的噬菌体都含该实验结束后释放出的噬菌体都含3535S S和和3232P P吗？吗？都不含都不含3535S S，部分含，部分含3232P P。谢谢谢谢谢谢谢谢