DNA是主要的遗传物质（共46张PPT）

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1、第第3章章基因的本质基因的本质孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了豆实验证明了生物的性状由生物的性状由 控制。控制。遗传因子遗传因子染色体染色体摩尔根通过果摩尔根通过果蝇实验证明了蝇实验证明了基因位于基因位于 上。上。科学家发现：染色体科学家发现：染色体主要组成成分主要组成成分 蛋白质和蛋白质和DNA。历史的步伐历史的步伐DNA染色体在遗染色体在遗传上的连续传上的连续性和稳定性性和稳定性? ? 蛋白质蛋白质1 1、稳定性稳定性2 2、连续性连续性3 3、与蛋白质合成有关与蛋白质合成有关 4 4、变异性变异性 什么结构或什么结构或物质具备这些物质具备这些条件呢？条件呢？遗传物质应具备的特点遗传物

2、质应具备的特点:背景：对遗传物质的早期推测背景：对遗传物质的早期推测蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息蛋白质是生物体主要的遗传物质蛋白质是生物体主要的遗传物质实验材料：实验材料： 两种肺炎双球菌 多多糖糖类类荚荚膜膜R型菌型菌菌落菌落:粗糙粗糙 无荚膜，无毒无荚膜，无毒S型菌型菌菌落菌落:光滑光滑(S Smooth)有荚膜，有毒，有荚膜，有毒，可致死可致死肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验(R Rough)1.1.将将无毒性的无毒性的R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死

3、亡。2.2.将将有毒性有毒性S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将无毒性无毒性R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。一一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验（1 1）R R型活菌型活菌小鼠不死亡小鼠不死亡 说明说明R R型细菌无毒性型细菌无毒性（2 2）S S型活菌型活菌小鼠死亡小鼠死亡说明说明S

4、S型细菌毒性型细菌毒性（3 3）S S型活菌，加热杀死型活菌，加热杀死小鼠不死亡小鼠不死亡说明加热杀死说明加热杀死S S型细菌失去毒性型细菌失去毒性（4 4）加热杀死）加热杀死S S型细菌型细菌+R+R型活菌型活菌老鼠死亡老鼠死亡从中分离出了从中分离出了S型活菌型活菌实验过程实验过程注射注射注射注射注射注射注射注射思考思考 1.对比分析（对比分析（1 1）、（）、（2 2）说明什么？）说明什么？ 2.在（在（3）中被加热杀死的）中被加热杀死的S型细菌还有型细菌还有没有毒性？没有毒性？ S S型细菌有毒使小鼠致死，型细菌有毒使小鼠致死，R R型细菌无型细菌无毒不能使小鼠致死。毒不能使小鼠致死。没

5、有没有4.在（在（4）中是谁导致小鼠死亡）中是谁导致小鼠死亡? 5.在（在（4）中小鼠体内能分离出）中小鼠体内能分离出S型活型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？重新出现的？S S型活细菌型活细菌混合后重新出现的混合后重新出现的 3.对比分析（对比分析（2）、（）、（3）组说明什么？）组说明什么？加热杀死加热杀死S S型细菌，就会使其失去毒性。型细菌，就会使其失去毒性。 7.实验先进行（实验先进行（1）、（）、（2），与（），与（3）、）、（4）相比，起）相比，起_作用。作用。对照对照6.对比分析（对比分析（3）、（）、（4）又说明什么？）又说

6、明什么？ R R型活菌与型活菌与S S型死细菌混合后，型死细菌混合后，S S型死型死细菌可以利用细菌可以利用R R型活细菌体内的物质产生型活细菌体内的物质产生S S型活细菌，使小鼠致死。型活细菌，使小鼠致死。 8. S S型活细菌的后代也具有毒性，型活细菌的后代也具有毒性，又说明了什么？又说明了什么？ 由由R型细菌转化成了型细菌转化成了S型细菌型细菌,且且这种转化是可以遗传的。这种转化是可以遗传的。 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性必然含有某种促成这一转化的活性物质物质转化因子转化因子格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么? 实

7、验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是什么是什么？ 在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物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质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？思路是什么？ 必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。质。多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNADNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子寻找转化因子： 但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟

8、哪一个才是转化因子呢？二、艾弗里确定转化因子的实验二、艾弗里确定转化因子的实验R型细菌型细菌R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 实验过程：实验过程：实验过程：实验过程： 实验过程：实验过程：实验过程：实验过程： 多糖多糖多糖多糖 脂类脂类脂类脂类 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA酶酶酶酶 分别与分别与分别与分别与R R R R

9、型活细菌混合培养型活细菌混合培养型活细菌混合培养型活细菌混合培养 R R R R R S R R R R R R S R S S S S型活细菌型活细菌型活细菌型活细菌 R SR S 多多多多数数数数少少少少数数数数二二.艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验1944年年DNADNA“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是遗传物质才是遗传物质 DNADNA纯度越高，转化越有效纯度越高，转化越有效实验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是遗传物质才是遗传物质，而，而蛋白质等其他物质不是蛋白质等其他物质不是遗传物质遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）（纠正

10、了一个生物界的错误的普遍共识）这个实验结论足以让所有科学这个实验结论足以让所有科学家信服吗？家信服吗？1 1、加入、加入DNADNA酶的组意图何在？酶的组意图何在？2 2、分析实验结果，能得出什么结论？、分析实验结果，能得出什么结论？艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度，纯度最高时也还有最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。人对实验结论表示怀疑。有没有比细菌更为简单的实验材料？有没有比细菌更为简单的实验材料？1952年，赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡

11、斯赫尔希和蔡斯以T2T2T2T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记放射性同位素标记放射性同位素标记放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.思维碰撞思维碰撞实验材料：实验材料：T2T2噬菌体、大肠杆菌噬菌体、大肠杆菌T2 2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA.T2噬菌体的结构噬菌体的结构噬菌体结构简图噬菌体结构简图核酸核酸DNADNA外壳蛋白质外壳蛋白质1、成分只有蛋白、成分只有蛋白质，质，DNA2、仅能在大肠杆、仅能在大肠杆菌内繁殖。菌内繁殖。3、繁殖时，、繁殖时，仅将仅将遗传物质遗传物质导入大肠导入大肠杆菌，其他物质保杆菌，其他物质保留在体外。留在

12、体外。三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验所以，要证明噬菌体里面蛋白所以，要证明噬菌体里面蛋白质和质和DNADNA谁是遗传物质，只需证谁是遗传物质，只需证明：明：噬菌体要将谁导入细菌体内！噬菌体要将谁导入细菌体内！1、实验设计思路：、实验设计思路：3、实验过程：、实验过程：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用(1)标记细菌标记细菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌(2)标记噬菌体标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含35S的噬菌体含32P的噬菌体(3)噬

13、菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌: :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、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验被被35S标记标记的噬菌体的噬菌体被被32P标记标记的噬菌体的噬菌体被被35S标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合被被32P标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合搅拌搅拌离心离心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低放射性很低放射性很低放射性很高放射性很

14、高（3）噬菌体侵染细菌）噬菌体侵染细菌噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验标记的实验32P标记的实验标记的实验标记部位标记部位放射性放射性情况情况上清液沉淀物蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高”沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分离不完全分离不完全(噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染释放出来的、未侵染的噬菌体的噬菌体/释放的/未侵染的)很高很低很低很高 用用 放射性同位素放射性同位素35S 标记噬菌体标记噬菌体

15、 蛋白质蛋白质外壳外壳子代噬菌体子代噬菌体35S噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，蛋白质蛋白质外壳留在外面，外壳留在外面，没有进入没有进入到到细菌中。细菌中。实验表明实验表明无无35S亲代噬菌体亲代噬菌体想一想：这一结果说明了什么想一想：这一结果说明了什么?4、噬菌体侵染细菌实验的噬菌体侵染细菌实验的检测结果分析检测结果分析 用用 放射性同位素放射性同位素32P 标记噬菌体内部标记噬菌体内部 DNA32P子代噬菌体子代噬菌体实验表明实验表明噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNA进入进入到细菌中。到细菌中。亲代噬菌体亲代噬菌体有有32P想一想：这一结果又说明了什么想一想：这一结果又说明了什

16、么?DNA是遗传物质是遗传物质1928年年格里菲思格里菲思体内转化实验体内转化实验1944年年艾弗里艾弗里体外转化实验体外转化实验1952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经典实验经典实验DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？敢于质疑敢于质疑敢于质疑敢于质疑 如果你是科学家，如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？病毒的遗传物质是什么？背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由

17、是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成的，组成的，在感染烟草时，会在感染烟草时，会出现致病斑。出现致病斑。课堂延伸课堂延伸实验探究实验探究实验探究实验探究蛋白质蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验实验结果结果出现病斑出现病斑不出现病斑不出现病斑实验实验结果结果结论：结论：RNARNA是是烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多

18、数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说DNADNADNADNA是主要是主要是主要是主要的遗传物质的遗传物质的遗传物质的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明菌的实验只能证明DNADNA是是是是遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质。3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有DNADNA

19、，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA1 1、一切生物的遗传物质是核酸、一切生物的遗传物质是核酸4 4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳菌体蛋白质外壳DNADNA可以指导蛋白质的合成。可以指导蛋白质的合成。 1 1、肺炎双球菌转化实验中，对、肺炎双球菌转化实验中，对S S菌加热处理，菌加热处理，DNADNA仍具有生物活仍具有生物活性性DNADNA分子结构具有相对稳定性。分子结构具有相对稳定性。2 2、肺炎双球菌转化实验中，、肺炎双球菌转化实验中，R R型细菌可以转化生成型细菌可以转化生成S S型细菌型细菌

20、DNADNA可以发生可遗传的变异。可以发生可遗传的变异。3 3、噬菌体侵染细菌的实验中，、噬菌体侵染细菌的实验中，DNADNA在亲代与子代噬菌体中具有在亲代与子代噬菌体中具有连续性连续性DNADNA可以发生复制，由亲代传递给子代。可以发生复制，由亲代传递给子代。作为作为遗传物质遗传物质所必须具备的所必须具备的特点特点: :选择题选择题 1 1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是()()A. 核糖核酸核糖核酸B. 脱氧核糖核酸或核糖核酸脱氧核糖核酸或核糖核酸C. 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸D. 脱氧核糖核酸和核糖核酸脱氧核糖核酸和核糖核酸B 2.2.生物的遗传物质是

21、：生物的遗传物质是：( )( ) A.DNA B.RNA C. A.DNA B.RNA C.核酸核酸 D. D. 蛋白质蛋白质C3 3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D4、用噬菌体去侵染内含有、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后的细菌，在细菌解体后，含，含32P的应是的应是()A、子代

22、噬菌体、子代噬菌体DNAB、子代噬菌体蛋白质外壳、子代噬菌体蛋白质外壳C、子代噬菌体所有部分、子代噬菌体所有部分D、子代噬菌体不含、子代噬菌体不含32P5、用噬菌体去感染内含大量、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体的细菌，待细菌解体后，后，3H应应()A、随细菌的解体而消失、随细菌的解体而消失B、发现于噬菌体外壳和、发现于噬菌体外壳和DNA中中C、仅发现于噬菌体的、仅发现于噬菌体的DNA中中D、仅发现于噬菌体的外壳中、仅发现于噬菌体的外壳中AB6 6、噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌的的实实验验中中，子子代代噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质质外外壳是壳是( )( )A.A.在噬菌体在噬菌体DN

23、ADNA的指导下，用细菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的B.B.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用细菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的C.C.在噬菌体在噬菌体DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的D.D.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的【解析解析】 当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNADNA，子，子代代噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质质外外壳壳和和DNADNA都都是是在在噬噬菌菌体体DNADNA的的指指导导下下，用用细细菌菌的的氨氨

24、基基酸酸和和脱氧核苷酸合成的。脱氧核苷酸合成的。【答案答案】A 7 7、某某科科学学家家做做“噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌实实验验”时时，分分别别用用同同位位素素3232P P和和3535S S做了标记做了标记( (见下表见下表) )： 此此实实验验所所得得结结果果是是子子噬噬菌菌体体和和母母噬噬菌菌体体的的外外形形及及侵侵染染细细菌菌的的特特性性均相同。请分析：均相同。请分析：(1)(1)子噬菌体的子噬菌体的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)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ；(3)此实验说明了此实验说明了。

25、【答案答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2) (2)3535S S (3) (3)DNADNA是遗传物质是遗传物质 噬菌体成分噬菌体成分 细菌成分细菌成分 核苷酸标记核苷酸标记3232P P 3131P P 氨基酸氨基酸 3232S S标记标记 3535S S肺炎双球菌实验的评价肺炎双球菌实验的评价1、遵循了严格的对照原则和单因子变量原则2、科学的思路：发现问题提出假设设计实验验证得出结论体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验探究实验的基本步骤探究实验的基本步骤格里菲思，格里菲思，体内转化实验体内转化实验艾弗里，艾弗里，体外转化实验体外转化实验实验原理和方法实验原理

26、和方法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：的组成元素：（标记（标记32p）（标记（标记35s）标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：v在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素32p和和35s的培养基的培养基中培养细菌中培养细菌v分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含噬菌体，制备含32p的噬菌体和含的噬菌体和含35s的噬菌体的噬菌体同位素标记法同位素标记法C、H、O、N、SC、H、O、N、P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（3232

27、P 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）实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤标记细菌标记细菌标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布“短时间短时间”：保证子代噬菌体的：保证子代噬菌体的DNADNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂或虽已经组装但并未使细菌发生裂解解 “保温保温”：为噬菌体培养提供适宜：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。的恒定的温度，以保证酶的活性。 搅拌的目的：使吸附在搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离细菌分离离心的目的：让上清液中离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。留下被感染的大肠杆菌。 内部内部DNA不存在不存在了的噬菌体外壳了的噬菌体外壳 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，化学性质化学性质不变不变。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。