人教版必修二第三章-基因的本质-第一节--DNA是主要的遗传物质(66张)课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 基因的本质,第一节,DNA,是主要的遗传物质,沫若中学：刘建英,遗传因子,染色体,蛋白质和,DNA,。,历史的步伐,DNA,?,蛋白质,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由,控制。,科学家发现：染色体主要组成成分是,染色体在遗传上的连续性和稳定性,摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于,上。,一、对遗传物质的早期推测,1.20,世纪,20,年代,蛋白质是遗传物质,氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息,碱基,脱氧,核糖,磷酸,A,G,2,、,20,世纪,30,年代：,对,DNA,结构不了解,DNA,基本单位脱氧核苷酸,蛋白质,是遗传物质仍占主导地位,挑战,C,T,艾弗里,赫尔希,格里菲思,向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁呢？,该实验的材料有哪些？,对比第一、二组的实验现象，说明了什么？,第二、三组说明什么？,第四组,小鼠为什么会死亡？,第四组实验里活的,S,菌是怎么来的？,提取出的,S,菌的后代仍然是,S,菌，说明什么？,格里菲思的实验结论是什么？,请阅读书,P43,图,3,2,肺炎双球菌的转化实验，并思考以下问题,：,二、格里菲思的实验,1,、,R,型活细菌,2,、,S,型活细菌,格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,说明,?,实验一,3,、,加热杀死的,S,型活细菌,说明,?,S,型活细菌使小鼠死亡，而,R,型细菌无毒,S,型活细菌有毒，加热杀死的,S,型细菌无毒,实验设计,说明,?,4,、,R,型的活细菌,与加热杀死的,S,型细菌混合,格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,实验一,R,型细菌,S,型细菌,转化,S,型细菌,后代,结论：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,”。,新问题,后代,转化因子是什么呢？,多糖 脂类 蛋白质,RNA,DNA,加热杀死的,S,型细菌,在杀死的,S,型细菌中含有哪些物质？,实验设计：寻找转化因子,但究竟哪一个才是转化因子呢？,假如你是当时的科学家，在证明,DNA,、蛋白质还是其他物质是转化因子的实验中，你认为,最关键的设计思路是什么？,寻找转化因子,必须将,S,型活细菌的蛋白质、,DNA,与其他物质分离、提取，单独作用于,R,型细菌，才能确定究竟谁是遗传物质。,寻找转化因子,多糖 脂类 蛋白质,RNA DNA,S,型活细菌,分别与,R,型细菌混合培养,S,型,?,只有加入哪种物质,R,菌才能转化为,S,菌呢？,加入,DNA,以后所有的,R,菌都能转化吗？,加入,DNA,水解酶的作用是什么？,艾弗里的实验结论什么？,艾弗里的转化实验有哪些不足之处？,请同学们阅读教材,P44,图,3,3,艾弗里证明,DNA,是遗传物质的实验，并思考以下问题,：,实验二、艾弗里的实验,艾弗里的实验,A,组和,B,组比较，说明了什么,?,只有加入,DNA,，,R,型细菌才能转化为,S,型细菌,艾弗里的实验,加入,DNA,水解酶的作用是什么？说明了什么？,分解,DNA,；说明完整的,DNA,才能起转化作用,艾弗里的实验,多糖 脂类 蛋白质,RNA DNA,DNA,水解物,S,型活细菌,分别与,R,型细菌混合培养,R,型,R,型,R,型,R,型,R,型,S,型,R,型,S,型,R,型,“转化因子”是,DNA,，,DNA,才是遗传物质,DNA纯度越高，转化越有效,二.艾弗里确定转化因子的实验,1944年,实验结论：,“转化因子”是,DNA,，,DNA,才是遗传物质,，而,蛋白质等其他物质不是遗传物质,。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）,思考,：,1,、加入,DNA,酶的组意图何在？,2,、分析实验结果，能得出什么结论？,将,DNA,分解,艾弗里的实验思路,肺炎双球菌（,S,型细菌和,R,型细菌）、细菌培养基,将,S,型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和,DNA,等提取出来，分别与,R,型细菌进行混合培养。观察其后代有无,S,型细菌出现。,实验步骤：,预期结果：,实验结果：,分析结论：,只有,DNA,与,R,型细菌进行混合，才能使,R,型细菌转化成,S,型细菌,DNA,是遗传物质,提出问题：,S,型细菌中的哪种物质是转化因子,作出假设：,DNA,或蛋白质是转化因子,实验材料：,DNA,是使,R,型菌产生稳定遗传变化的物质,肺炎双球菌转化实验分析,体内转化实验,体外转化实验,实验者,格思菲思,艾弗里及同事,培养细菌,小鼠(体内),培养基(体外),实验结果,加热杀死的S型细菌能使R型细菌S型细菌,S型细菌的DNA使R型细菌S型细菌,实验结论,S型细菌体内有“转化因子”,S型细菌的DNA是遗传物质,联系,1.所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌,2.体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA,3.两个转化实验都遵循对照原则,1.20,世纪,20,年代,（,1,）观点：,是生物体的遗传物质。,（,2,）理由：它是大约,20,种的,组成的。,氨基酸有多种的,，可能蕴含有,。,排列顺序,2.20,世纪,30,年代,（,1,）观点：,是遗传物质的观点占主导地位。,（,2,）对,DNA,分子的认识：,DNA,分子是由许多,聚合而成的生物大分子。脱氧核苷酸有四种，化学组成包括,、碱基和,。每一种含有特定的,。,磷酸,蛋白质,氨基酸,遗传信息,蛋白质,脱氧核苷酸,脱氧核糖,碱基,对遗传物质的早期推测,课堂训练,3,注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）,A R,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,4,格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行的体内转化实验，此实验的结果是（）,没有证明哪种物质是遗传物质,证明了多糖是遗传物质,证明了蛋白质是遗传物质,证明了是遗传物质,A,5,艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是 （）,A,杂交实验法,B,同位素标记法,C,病毒侵染法,D,单独直接观察不同成分的作用,D,6,、在肺炎双球菌转化实验中，将,R,型活细菌与加热杀死的,S,型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有（）,无毒,R,型 有毒,R,型 无毒,S,型 有毒,S,型,A,B,C,D,A,7,、某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下,4,个实验：,S,型细菌的,DNA+DNA,酶加入,R,型细菌注射入小鼠,R,型细菌的,DNA+DNA,酶加入,S,型细菌注射入小鼠,R,型细菌,+DNA,酶高温加热后冷却加入,S,型细菌的,DNA,注射入小鼠,S,型细菌,+DNA,酶高温加热后冷却加入,R,型细菌的,DNA,注射入小鼠,以上,4,个实验中小鼠存活的情况依次是,(,),A,存活，存活，存活，死亡,B,存活，死亡，存活，死亡,C,死亡，死亡，存活，存活,D,存活，死亡，存活，存活,D,8,、在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有,R,型细菌的,1,、,2,、,3,、,4,四个试管中，依次分别加入从,S,型活细菌中提取的,DNA,、,DNA,和,DNA,酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有,R,型细菌的是,(,),A,3,和,4 B,1,、,3,和,4,C,2,、,3,和,4 D,1,、,2,、,3,和,4,D,B,级：（选做）,9,、在肺炎双球菌的转化实验中，将,R,型活细菌与加热后杀死的,S,型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，则此过程中小鼠体内,S,型、,R,型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项,(,),B,再见,脱氧核苷酸的种类,A,G,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,20,世纪,30,年代：,DNA,有重要作用,问题,1,：为什么加热杀死后的,S,型细菌还能使,R,型活细菌转化成,S,型活细菌？,问题,2,：为什么无毒,R,型活菌能转化成有毒,S,型活菌呢？,S,型细菌中有一种转化因子能使,R,型活细菌转化为,S,型活细菌。,问题,3,：该实验能否证明,DNA,是遗传物质？该实验的结论又是什么？,不能，其结论是,S,型细菌中有一种转化因子能使,R,型活细菌转化为,S,型活细菌。,第二课时,3,、艾弗里的实验证明了什么？,被加热杀死的,S,型细菌中，必然含有某种促成,R,型细菌转化成,S,型细菌的活性物质,“,转化因子”。,将,S,型活细菌的蛋白质、,DNA,与其他物质分离、提取，单独作用于,R,型细菌，才能确定究竟谁是遗传物质。,复习：,1,、格里菲思的实验得出的结论是什么？,2,、艾弗里实验的设计思路是什么？,“转化因子”是,DNA,，,DNA,是遗传物质,，而,蛋白质等其他物质不是遗传物质,。,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,DNA,，纯度最高时也还有,0.02%,的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。,思考：,1,、那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？,设法把,DNA,和蛋白质分开，然后单独、直接观察,DNA,和蛋白质的作用。,实验中最关键的设计思路：,2,、有没有比细菌更为简单的实验材料？,艾弗里实验的结论足以让所有科学家信服吗？为什么？,三、噬菌体侵染细菌的实验,赫尔希 蔡斯,病毒：是一类没有细胞结构的生物。结构非常 简单，化学成分只含蛋白质和核酸,病毒分类,细菌病毒：噬菌体,动物病毒：流感病毒、天花病毒、,HIV,病毒、,SARS,病毒、乙肝病毒,植物病毒：烟草花叶病毒,按寄主分,按遗传物质分,DNA,病毒：噬菌体,RNA,病毒：流感病毒、天花病毒、,HIV,病毒、,SARS,病毒、乙肝病毒,噬菌体的结构模式图,T,2,噬菌体中,60%,是蛋白质,40%,是,DNA.,三、噬菌体侵染细菌的实验,1,、实验材料：,T2,噬菌体、大肠杆菌,结构特点：是一种专门,寄生,在大肠杆菌体内的病毒,头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA,在,自身遗传物质,的指导下进行繁殖,原料来自,宿主大肠杆菌,子代噬菌体从,宿主细胞,裂解释放。,噬菌体,大肠杆菌,2,、,T,2,噬菌体的繁殖,3,、噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,合成,组装,释放,吸附,侵入,合成,组装,释放,吸附,首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面,侵入,然后，噬菌体通过尾轴把,DNA,全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。,噬菌体的 DNA 在细菌体内，使细胞本身的 DNA 解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的,DNA,和蛋白质，,这些新合成的,DNA,和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。,最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。,质疑：,1,、在噬菌体侵染细菌的过程中，是如何知道进入细菌的是“,DNA”,，留在外面的是“蛋白质外壳”的？,放射性同位素标记法,2,、与同位素标记法有关的常见元素有哪些？,3,、到目前为止，你已学过几个利用放射性同位素标记技术的实验？,H,2,18,O,18,O,2,；,14,CO,2,14,C,3,（,14,CH,2,O,）,4,、实验中为什么用,35S,和,32P,作标记？用,14,C,和,18,O,同位素标记可行吗？,对,T,2,噬菌体的化学分析表明,:,硫（,S,）仅存在于蛋白质分子中,99%,的磷（,P,）都存在于,DNA,分子中。,把蛋白质和,DNA,区分开，直接地、单独地观察,DNA,和蛋白质的作用,5,、通过此项技术表明赫尔希的研究思路是什么,?,(,一,),标记噬菌体方法：,同位素示踪,(,标记,),法,1,、标记大肠杆菌,在分别含有放射性同位素,32,p,和,35,s,的培养基中培养细菌,大肠杆菌,+,含,35,s,的培养基 含,35,s,的大肠杆菌,大肠杆菌,+,含,32,p的培养基 含,32,p的大肠杆菌,2,、标记,T,2,噬菌体,用上述细菌培养,T,2,噬菌体，分别制备含,32,p,的噬菌体和含,35,s,的噬菌体,T,2,噬菌体,+,含,35,s的大肠杆菌,含,35,s,T,2,的噬菌体,T,2,噬菌体,+,含,32,p的大肠杆菌,含,32,p,T,2,的噬菌体,思考：（,1,）、为什么用大肠杆菌培养噬菌体，而不用培养基培养？,病毒只寄生在活细胞中,（,2,）能不能同时对同个噬菌体标记,35,S,又标记,32,P,？,检测时蛋白质外壳和,DNA,均有放射性,(,二,),实验步骤,:,标记细菌,标记噬菌体,噬菌体侵染细菌,（短时间保温）,搅拌离心,观察放射性的分布,（一组用,32,P,标记,DNA,，一组用,35,S,标记蛋白质,),搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离,内部,DNA,不存在了的噬菌体外壳,离心的目的：让,上清液,中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的,沉淀物,中留下被感染的,大肠杆菌,。,“短时间”：保证子代噬菌体的,DNA,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，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解,“,保温,”,：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。,赫尔希和蔡斯的实验,标记,35,S,噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,赫尔希和蔡斯的实验,标记,32,P,噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,离心,离心,1,、为什么选择,35,S,和,32,P,作标记而不选用其他的同位素,?,2,、第一（二）组实验中为什么上清液的放射性,很高（低）,，沉淀物的放射性,很低（高）,？,因为硫仅存在于,T2,噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于,DNA,的组分中。用,14C,和,18O,等元素是不可行的，因为,T2,噬菌体的蛋白质和,DNA,分子的组分中都含有这两种元素。,在第一组实验中，,35S,标记的,T2,噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被,35S,标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。,在第二组实验中，,32P,标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。,噬菌体比大肠杆菌轻,（三）噬菌体侵染细菌实验的,检测结果,：,上清液：,沉淀物：,噬菌体,细菌,(,外壳,),(,被注入的,DNA),35,S标记的实验,32,P标记的实验,标记部位,放射性情况,上清液,沉淀物,蛋白质,DNA,有放射性,无,无,有放射性,上清液,“,放射性很高,”,沉淀物,“,放射性很高,”,？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分离不完全,(,噬菌体蛋白质外壳,),释放出来的、未侵染的噬菌体,/,释放的,/,未侵染的,),很高,很低,很低,很高,第二组实验,（三）实验结果及结论：,第一组 实验,亲代,噬菌体,32,P,标记,DNA,35,S,标记蛋白质,大肠杆菌内,有,32,P,标记,DNA,无,35,S,标记蛋白质,子代,噬菌体,DNA,有,32,P,标记,外壳蛋白质无,35,S,实验结论,DNA,分子具有连续性，是遗传物质,结论：,噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。,才是真正的遗传物质。,DNA,是遗传物质,1928,年 格里菲思,体内转化实验,1944,年 艾弗里,体外转化实验,1952,年 赫尔希、蔡斯,噬菌体侵染细菌实验,经典实验,DNA,是唯一的遗传物质吗？,流感病毒,SARS,病毒,烟草花叶病毒,下面这些生物的遗传物质是什么？,敢于质疑,如果你是科学家，,请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,背景知识：,烟草花叶病毒TMV是由,RNA,和蛋白质,组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。,课堂延伸,烟草花叶病毒不含,DNA,，只有,RNA,和蛋白质，其遗传物质是什么？,烟草花叶病毒的遗传物质是,RNA,思路,:,烟草花叶病毒的,RNA,和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质,仅,RNA,能使烟草产生原样病斑仅蛋白质能使烟草产生原样病斑,RNA,和蛋白质都能使烟草产生原样病斑,若出现结果则仅,RNA,是遗传物质；若出现结果则仅蛋白质是遗传物质；若出现结果则,RNA,和蛋白质都是遗传物质,预测结果：,（现象）,提出问题：,作出假设：,设计实验：,课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,得出结论：,实验探究,蛋白质,RNA,分,离,感染,烟草,感染,烟草,实验,结果,出现病斑,不出现病斑,实验,结果,结论：,RNA是,烟草花叶病毒的,遗传物质,分离,分离,重组,重组,感染,新的病毒,产生,哪种,病毒？,RNA,病毒的遗传物质是,RNA,四,.,烟草花叶病毒重建实验,细胞结构生物,原核生物,真核生物,遗传物质是,DNA,非细胞结构生物,遗传物质是,RNA,只含,DNA,的病毒：,只含,RNA,的,病毒,：,生物,总结,4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说,DNA是主要的遗传物质,。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,DNA是,遗传物质,。,3、在,只含RNA的少数病毒,（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，,RNA才作为遗传物质。,2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA,。,1,、一切生物的遗传物质是核酸。,4,、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,DNA,可以指导蛋白质的合成。,1,、肺炎双球菌转化实验中，对,S,菌加热处理，,DNA,仍具有生物活性,DNA,分子结构具有相对稳定性。,2,、肺炎双球菌转化实验中，,R,型细菌可以转化生成,S,型细菌,DNA,可以发生可遗传的变异。,3,、噬菌体侵染细菌的实验中，,DNA,在亲代与子代噬菌体中具有连续性,DNA,可以发生复制，由亲代传递给子代。,能产生可遗传变异,具有相对稳定的,结构,能自我复制,使亲子代具有一定的连续性,能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状,作为,遗传物质,所必须具备的,特点,:,能,贮存大量的遗传信息,课堂总结,对遗传物质,的早期推测,蛋白质是,遗传物质,DNA,是,遗传物质,DNA,是主要,的遗传物质,证明,DNA,是遗传物质的两个经典实验,绝大多数生物的,遗传物质是,DNA,肺炎双球菌转化实验,噬菌体侵染细菌实验,选择题,1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是,(),A.,核糖核酸,B.,脱氧核糖核酸或核糖核酸,C.,脱氧核糖核酸,D.,脱氧核糖核酸和核糖核酸,B,2.生物的遗传物质是：(),A.DNA B.RNA C.核酸 D.蛋白质,C,3,、用噬菌体去侵染内含有,32,P的细菌，在细菌解体后，含,32,P的应是,(),A 子代噬菌体DNA B 子代噬菌体蛋白质外壳,C子代噬菌体所有部分 D 子代噬菌体不含,32,P,4,、用噬菌体去感染内含大量,3,H的细菌，待细菌解体后，,3,H应(),A、随细菌的解体而消失,B、发现于噬菌体外壳和DNA中,C、仅发现于噬菌体的DNA中,D、仅发现于噬菌体的外壳中,A,B,5,、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是(),A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的,B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的,C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的,D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的,A,6,、某科学家做,“,噬菌体侵染细菌实验,”,时，分别用同位素,32,P和,35,S做了标记(见下表)：,此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：,(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是,；(2)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,。,噬菌体成分,细菌成分,核苷酸标记,32,P,31,P,氨基酸,32,S标记,35,S,32,P、,31,P,35,S,DNA是遗传物质,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,体外转化实验,探究实验的基本步骤,格里菲思，,体内转化实验,艾弗里，,体外转化实验,谢谢,二、噬菌体细菌的实验(动画演示),噬菌体,蛋白质：,C,、,H,、,O,、,N,、,S,DNA:C,、,H,、,O,、,N,、,P,同位素标记法：,用具有放射性的同位素标记某种物质，从而跟踪这种物质的方法，也叫同位素,示踪,法,12,、,14,C,1,H,、,3,H,16,O,、,18,O,14,N,、,15,N,31,P,、,32,P,32,S,、,35,S,能否用下列的同位素标记噬菌体？,14,C,3,H,18,O,15,N,用,32,P,标记,用,35,S,标记,