人教版教学高中生物人教版必修二节：《dna是主要的遗传物质》

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1、新课标人教版课件系列 高中生物 必修2 第一节 DNA是主要的遗 传物质 第三章基因的本质 教学目标 v1知识目标 v（1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细 菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。 v（2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。 v2能力目标 v（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能 力。 v（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是 遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维 的能力。 v3情感目标 v学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科 学精神，激

2、发学生辩证唯物主义世界观的树立。 v教学重点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）噬菌体侵 染细菌实验的原理和过程。 v教学难点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）如何理解 DNA是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质的证据 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 艾弗里确定转化因子的实验 噬菌体侵染细菌的实验 1.实验目的： 研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？ 2.实验材料： 两种肺炎双球菌 多糖类荚膜 R型菌 粗糙， 无荚膜，无毒 S型菌 光滑， 有荚膜，有毒，可致死 一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 使小鼠患败血症而死亡. R型细菌因为: 为什么第四组实验将R型活细 菌和

3、加热杀死后的S型细菌混合后 注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？ S型细菌 转化 小鼠死亡 S型加热 R型活菌混合 思考 细菌发生转化，性状的转化可以遗传。 S型活菌 S型活菌 S型加热 R型活菌 混合 后代 转化 已经被加热杀死的S型细菌中， 必然含有某种促成这一转化的活性 物质转化因子 格里菲思实验的结论是什么? 实验结论： 在杀死的S型细菌中含有哪些物质？ 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 但究竟哪一个才是转化因子呢？ 在证明DNA还是蛋白质或其他物 质是遗传物质的实验中最关键的设计 思路是什么？ 必须将蛋白质、其他物质与DNA 分开，单独、直接地观察它们的作用 ，才能确

4、定究竟谁是遗传物质。 提出问题： 实验方案： 2、然后分别将它们加入已经培养了R型细菌的培 养基中。观察结果 1、从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖 等物质 DNA蛋白质和其他物质谁是遗传 物质? 作出假设: 实施方案 验证预测 结果预测： DNA是遗传物质 只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌 R型细菌 二、 艾弗里确定转化因子的实验 R型细菌 只长R型菌 只长R型菌 R型细菌 S型菌 R型细菌 S型菌的DNA S型菌的 蛋白质或荚膜多糖 S型菌的 DNA+DNA酶 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变 化的物质，DNA是转化因子。 以上转化实验表明： D N A D N A 是

5、是 遗遗 传传 物物 质质 。 实验结论： （1）噬菌体的结构模式图 T T2 2 噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?DNA? 三、 噬菌体侵染细菌的实验 T T2 2 噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA 1952年赫尔希和沙斯 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 实验方法:同位素标记法 同位素用于追踪物质运行和变化过程 时，叫做示踪元素。用示踪元素标记 的化合物，化学性质不变。人们可以 根据这种化合物的性质，对有关的一 系列化学反应进行追踪。这种科学研 究方法叫做同位素标记法。 在T T 2 2 噬菌体的化学分析中, 对蛋 白质和DNA的进一步分析表明

6、: 硫仅存在于蛋白质分子中, 99%的磷都存在于DNA分子中. 1.用哪些同位素标记DNA和蛋白质? 提示： DNA有，但多数蛋白质没有的 元素是哪种？只有蛋白质有，而DNA 没有的元素又是哪种？ 用35S标记部分噬菌体的蛋白质， 用32P标记部分噬菌体的DNA。 怎样用同位素分别标记DNA和蛋白质? 1.用分别放有35S 和32P的培养基培养细菌 2.用噬菌体分别侵染上述细菌 3.制备分离只含35S或只含32P的噬菌体 （2）实验过程： 蛋白质含 35S的噬菌 体 +细菌 (未标记) 上清液(T2噬菌体颗粒) -含放射性物质35S 沉淀被感染的细菌和 新形成的噬菌体 -未检测到35S 说明蛋

7、白质外壳并没有进入到细菌内 离心 用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质 用放射性同位素32P标记内部DNA DNA含32P 的噬菌体 +细菌 (未标记) (T2噬菌体颗粒) -未检测到32P 被感染的细菌和新形成 的噬菌体中 -检测到32P 说明DNA进入到细菌内去了 离心 噬菌体侵染细菌的动态过程： 动画 侵入别的细菌 侵入合成 吸附 组装 释放 吸附 侵入合成组装释放 在噬菌体中,亲代和子代之间具有 连续性的物质是DNA, 也就是说,子代 噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 遗传给后代的,因此DNA才是真正的遗 传物质。 噬菌体侵染细菌的实验表明: 2.最关键的设计思路是：设法把DNA

8、与蛋白质 分开,单独地、直接地去观察DNA的作用。 思考与讨论: 1.（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物 质改变导致的结构和功能的变化。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 。（2）繁殖快。细菌2030 min就可繁殖一代 ，病毒短时间内可大量繁殖。 3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术 、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要 技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术 ，以及物质的提取和分离技术等 目前，已有充分的科学研究资料 证明，绝大多数生物都是以DNA作 为遗传物质的。 DNA主要的遗传物质 DNA是唯一的遗传物质吗？ RNA（核糖核酸） 有些病

9、毒（如烟草花 叶病毒），它 们不含有DNA, 只含有RNA。 在这种情 况下，RNA就起着遗传物质的作用。 核酸是一切生物的遗传物质， 核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA），绝大多数生物 都是以DNA作为遗传物质的。 因此DNA是主要的遗传物质。 总结 遗传物质的特点 1、分子结构具有相对的稳定性； 2、能够自我复制，使前后代保持一定 的连续性； 3、能够指导蛋白质的合成，从而控制 新陈代谢过程和性状； 4、能够产生可遗传的变异。 遗传物质的特点： 例：病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ） A、DNA B、RNA C、DNA和RNA D、DNA或RNA D A 1注射后

10、能使小白鼠因患败血病而死 亡的是（ ） AR型肺炎双球菌 B加热杀死后的R型肺炎双球菌 C加热杀死后的S型肺炎双球菌 D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R 型细菌混合 D 练习: 2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( ) ： A.它的含量很少 B. 它不能自我复制 C. 它与新陈代谢无关 D.它的种类很多 B 小资料: T T 2 2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆 菌体内的病毒,T T 2 2 噬菌体侵染细菌后,就 会在自身遗传物质的作用下,利用细菌 体内的物质来合成自身的组成成分,从 而进行大量的繁殖. 遗传物质的主要载体染色体 噬菌体侵 染细菌 DNA的 结构 蛋白质的 生物合成 染色体、

11、DNA、基 因的关系 DNA的 复制 (1).已知DNA的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4,上述 比值在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ） A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0 分析:先绘DNA简图,并标明 四中碱基的比例.设分母的 值为1,则分子的值为0.4. 根据碱基互补配对原则推 出另一条链的比值. B A T C G 0.4 1.0 G T C A 1.0 0.4 (2).已知DNA的一条单链中(A+T)/(G+C)=0.4,上述 比值在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ） A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.

12、4 D.0.6和1.0 分析:先绘DNA简图,并标明 四中碱基的比例.设分母的 值为1,则分子的值为0.4. 根据碱基互补配对原则推 出另一条链的比值. C A G C T 0.4 1.0 G T A C 1.0 0.4 A T C G 0.4 1.0 G T C A 1.0 0.4 A G C T 0.4 1.0 G T A C 1.0 0.4 (3).一条双链DNA分子中，G和C占全部碱基的 44，其中一条链的碱基中，26是A，20 是C，那么其互补链中的A和C分别占该链全部 碱基的百分比是（ ） A.28和22 B.30和24 C.26和20 D.24和30 B A TG TA C GC

13、 26Z 20Z Z个 Z个 20Z26Z XZ XZYZ YZ T4噬菌体 果蝇唾腺染色体 mRNA中有4种核苷酸，用数学方法推算，如果每一种核苷酸代 表一种氨基酸，那么只能代表4种氨基酸。如果每两个相邻的核苷 酸代表一种氨基酸，可以有42=16种排列方式，显然也不足以代表20 种基本氨基酸。如果每三个相邻的核苷酸代表一种氨基酸，可以有 43=64种排列方式，这就足以满足为20种基本氨基酸编码的需要。所 以这种编码方式的可能性最大。应用生物化学和遗传学研究技术， 已经证明是三个相邻的核苷酸编码一种氨基酸，这三个连续的核苷 酸称为三联体密码(triplet code)或密码子(codon)。

14、如何证明密码子和氨基酸之间的对应关系？1961年， Nirenberg等用大肠杆菌无细胞体系，外加20种标记氨基酸混合物 及polyU，经保温反应后，发现在酸不溶性部分中（即多肽中）只 有苯丙氨酸的多聚体。所以UUU是编码苯丙氨酸的密码。 同样，用polyA和polyC作为mRNA来合成蛋白质，结果分别只得 到多聚赖氨酸和多聚脯氨酸，说明AAA是赖氨酸的密码，CCC是脯氨 酸的密码。 进一步，Nirenberg和Ochoa等用polyUG，polyAC重复上述类似 实验，发现标记氨基酸掺入新合成的肽链的频率与按统计学方法推 算出的多核苷酸中三联体密码出现的频率相符合。即 poly( UG):

15、UGU GUG UGU GUG UGU GUG UGU GUG 翻译成：半胱缬半胱缬半胱缬 poly(AC): ACA CAC ACA CAC ACA CAC ACA CAC 翻译成： 苏组苏组苏组 应用这种方法，仅用了四年时间，于1965年完全查清了20种基本 氨基酸所对应的全部61个密码子，其余三个密码子为终止密码子， 编出了遗传密码字典 基因的表达 生物的性状是由蛋白质体现的 基因通过控制蛋白质 的合成从而决定生物 的性状 （一个DNA分子上有多个基因） 基因在染色体(DNA)上呈线性排列。 1.基因有遗传效应的DNA片段 基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。 遗传物质的

16、两大功能 传递： 表达： 基因是决定生物性状的单位 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 通过复制，把遗传信息传递给下一代。 通过控制蛋白质的合成，表现出一定的性状。 DNA与RNA成分的比较： 脱氧核糖 核糖 C5H10O4 C5H10O5 T A C G H3PO4 U 脱氧核苷酸核糖核苷酸 构成DNA的碱基有几种？ 构成DNA的核苷酸有几种？ 构成RNA的碱基有几种？ 构成RNA的核苷酸有几种？ 构成核酸的碱基有哪几种？ 构成核酸的核苷酸有几种？ 问题： 4种：A、T、C、G 4种脱氧核苷酸 4种：A、U、C、G 4种核糖核苷酸 5种：A、T、C、G 、U 8种核苷酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 RNA的合成转录 转录的时间：有丝分裂间期，减数第一次分裂间