第1节DNA是主要的遗传物质优秀课件.pptx

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1、第1节 DNA是主要的遗传物质,一、对遗传物质的早期推测,二、肺炎双球菌的转化实验,三、噬菌体侵染细菌的实验,第1节 DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测二、肺,第一章和第二章所涉及到的有关遗传方面的研究成果：性状由遗传因子决定；提出遗传因子位于染色体上的假说；把遗传因子改为基因；证实基因位于染色体上。但是基因到底是什么？,孟德尔,萨顿,约翰逊,摩尔根,第一章和第二章所涉及到的有关遗传方面的研究成果：孟德,1.蛋白质的特点,一、对遗传物质的早期推测,1.蛋白质的特点一、对遗传物质的早期推测,蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。由于构成蛋白质的氨基酸的数量、种类和排列顺序不同而形

2、成了各种各样的蛋白质。那么氨基酸多种多样的排列顺序是不是蕴含着遗传信息呢？,蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。,2.核酸的特点,DNA的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA分子的脱氧核糖有四种，每一种有一个特定的碱基,分别为腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）。,2.核酸的特点 DNA的基本单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的化学组成,脱氧核苷酸的化学组成,二、肺炎双球菌的转化实验,1.肺炎双球菌是一种什么样的生物？,（1）概念,肺炎双球菌属于原核生物，有R型和S型,其中S型在人体内引起肺炎，在小白鼠体内导致败血症，使小白鼠死亡。

3、,二、肺炎双球菌的转化实验 1.肺炎双球菌是一种什么样的生,2.何为荚膜？,荚膜：只是某些细菌在一定条件下或生长发育到某一阶段时，在细胞壁外一层厚度不均的胶状物。具有保护细菌免受干旱损伤，可以贮藏养料，堆积代谢产物，与细菌致病性有关。产生荚膜细菌在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、粘液状的光滑型，即S型菌落。不产生荚膜的细菌表面干燥、粗糙型，即R型菌落。,2.何为荚膜？荚膜：只是某些细菌在一定条件下或生长发,单个或少数的同种细菌被接种在固体培养基上后，在培养基上生长繁殖时，受培养基表面或深层的限制，会形成肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，称菌落。（所以：一个菌落是一个种群。）,3.何为

4、菌落？,单个或少数的同种细菌被接种在固体培养基上后，在培养,（2）肺炎双球菌的特点,注：S型菌可以导致人患肺炎，导致小鼠死亡。R型菌则不会。,R型（无荚膜）,S型(有荚膜),（2）肺炎双球菌的特点 注：S型菌可以导致,（3）体内转化实验的过程,（3）体内转化实验的过程,（1）R型活菌,小鼠不死亡,说明R型细菌无毒性,（2）S型活菌,小鼠死亡,说明S型细菌毒性,（3）S型活菌，加热杀死,小鼠不死亡,说明加热杀死S型细菌失去毒性,（4）加热杀死S型细菌+R型活菌,老鼠死亡,从中分离出了S型活菌,实验过程,注射,注射,注射,注射,（1）R型活菌小鼠不死亡说明R型细菌无毒性（2）S型活菌小鼠,思考,1

5、.对比分析（1）、（2）说明什么？,2.在（3）中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？,S型细菌有毒使小鼠致死，R型细菌无毒不能使小鼠致死。,没有,思考 1.对比分析（1）、（2）说明什么？,4.在（4）中是谁导致小鼠死亡?,5.在（4）中小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？,S型活细菌,混合后重新出现的,3.对比分析（2）、（3）组说明什么？,加热杀死S型细菌，就会使其失去毒性。,4.在（4）中是谁导致小鼠死亡?5.在（4）,7.实验先进行（1）、（2），与（3）、（4）相比，起_作用。,对照,6.对比分析（3）、（4）又说明什么？,R型活菌与S型死细菌混合后

6、，S型死细菌可以利用R型活细菌体内的物质产生S型活细菌，使小鼠致死。,7.实验先进行（1）、（2），与（3）、（4）,8.S型活细菌的后代也具有毒性，又说明了什么？,由R型细菌转化成了S型细菌,且这种转化是可以遗传的。,8.S型活细菌的后代也具有毒性，又说明了什,转化因子,实验结论：,已经被加热杀死的S型细菌，必然含有某种促成这一转化的活性物质。,转化因子实验结论：已经被加热杀死的S型细,讨论,在S型细菌的成分：DNA、蛋白质、多糖等同时存在的情况下，究竟哪一种物质是转化因子？假如你是当时的科学家，你认为下一步关键的设计思路是什么？又应该怎样去做？,讨论 在S型细菌的成分：DNA、蛋白质、多糖

7、,（4）体外转化实验的过程,（4）体外转化实验的过程 艾弗里证明遗传物质是DNA只长R型,与R型活菌混合培养S活菌蛋白质脂类多糖RNADNADNA水解,（4）实验结论,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,DNA是转化因子。,以上实验表明：,DNA是遗传物质。,（4）实验结论 DNA是使R型细菌产生稳,把DNA溶液加热到沸点，就可以使氢键断开，双螺旋解体，DNA分子急剧变性，转化活性也急剧下降，但如果将其缓慢冷却，分离了的DNA单链，就可以得以重聚。恢复其双螺旋结构，即DNA的“复性”。这样，学生就能理解为什么加热杀死肺炎双球菌后，只要将其逐渐冷却与R型活菌混合在一起，就能使R型向S型转化

8、，因而杀死小鼠。,S型菌的DNA经过高温为什么不会失活？,思考,把DNA溶液加热到沸点，就可以使氢键断开，双螺旋解,无荚膜的R型有非常重要的“感受态”，保证了S型的DNA可以进入，而S型有荚膜，无“感受态”，在自然情况下很难接收外源DNA分子，不能作用受体菌，故不能转化。在自然情况下，R型变成S型是通过基因突变来实现的。,如果将加热杀死的R型菌与S型菌混合，能否出现发生转化？,无荚膜的R型有非常重要的“感受态”，保证了S型的DN,SDNA和R型活菌混合培养分离出S型活菌的实质是什么？,加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA再加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。当R型

9、活菌忠侵入了S型细菌的DNA片段。这些S型细菌的DNA片段与R型细菌的DNA发生重组，从而使其获得了能表达多糖荚膜的基因，即转化为S型细菌，转化率与供体DNA的纯度有关。,SDNA和R型活菌混合培养分离出S型活菌的实质是什么,三、噬菌体侵染细菌的实验,（1）T2噬菌体的结构,三、噬菌体侵染细菌的实验（1）T2噬菌体的结构,T2噬菌体是在大肠杆菌细胞内增殖的一种病毒。它由蛋白质外壳和内部的DNA组成。,T2噬菌体是在大肠杆菌细胞内增殖的一种病毒,噬菌体细菌吸附侵入复制组装释放,噬菌体侵染细菌,噬菌体噬菌体侵染细菌,噬菌体侵染宿主细胞的第一步是“吸附”，即噬菌体的尾部附着在细菌的细胞壁上，然后进行

10、“侵入”。噬菌体的DNA巧妙地利用宿主细胞的“机器”，大量复制子代噬菌体的DNA和蛋白质，并形成完整的噬菌体颗粒。噬菌体增加溶菌酶的释放，用以溶解宿主细胞壁，促使细胞裂解，从而释放出成熟的子代噬菌体。,噬菌体侵染宿主细胞的第一步是“吸附”，即噬,（2）实验过程,A.用同位素标记噬菌体,在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基中培养大肠杆菌,再用这些大肠杆菌培养T2噬菌体。,（2）实验过程A.用同位素标记噬菌体 在分别含,B.用同位素标记噬菌体,用同位素标记的噬菌体侵染细菌,B.用同位素标记噬菌体用同位素标记的噬菌体侵染细菌,C.对被标记物质进行放射性测试,分别用32P 和35S标

11、记的噬菌体去感染未标记的大肠杆菌细胞。,测试结果显示:用32P标记的DNA进入细菌体内,用35S标记的蛋白质未进入细菌体内。,C.对被标记物质进行放射性测试 分别用32P,噬菌体侵染细菌的实验,亲代噬菌体寄主细胞内合成的子代噬菌体结论用32P标记DNA的,遗传物质是DNA,而不是蛋白质。,为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可以吗？,结论:,思考,遗传物质是DNA,而不是蛋白质。为什么选择3,DNA是唯一的遗传物质吗？,思考,不是,DNA是唯一的遗传物质吗？思考不是,烟草花叶病毒是一种植物性病毒，它有一圆筒状的蛋白质外壳，内有一单链RNA分子

12、（即它的体内不含DNA，只含核糖核酸RNA）。,资 料,烟草花叶病毒是一种植物性病毒，它有一圆筒状的,正常叶片,感染烟草花叶病素的叶片,正常叶片感染烟草花叶病素的叶片,在RNA病毒中（只含RNA和蛋白质），RNA是遗传物质。,烟草感染烟草花叶病毒图,在RNA病毒中（只含RNA和蛋白质），,结论:,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,结论:因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，,1.证明是遗传物质的最关键的设计思路。设法把DNA与蛋白质分开，直接地、单独地去观察DNA的作用。2.证明DNA是遗传物质的直接证据。(1)肺炎双球菌的转化实验(2)噬菌体侵染细菌的实验,课

13、堂小结,1.证明是遗传物质的最关键的设计思路。课堂小结,3.通过以上的实验和分析证明了:,绝大多数生物以DNA作为遗传物质(如真核生物、原核生物、病毒等），少数病毒以RNA作为遗传物质（如烟草花叶病毒、艾滋病毒等）。所以说，DNA是主要的遗传物质。,3.通过以上的实验和分析证明了:绝大多数生物,高考链接,（2009 江苏）下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（）,A.豌豆的遗传物质主要是DNA B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸,B,高考链接（2009 江苏）下列有关生物体遗传物,解析：豌豆的遗传物质只有DN

14、A，A项错；酵母菌是真核生物，其遗传物质是DNA，主要分布在染色体上，B项正确。T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA中并不含有硫元素，C项错；HIV的遗传物质是RNA，RNA水解产生4种核糖核苷酸，D错。,解析：豌豆的遗传物质只有DNA，A项错；酵,（2009 广东）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是（）A.重组DNA片段，研究其表型效应 B.诱发DNA突变，研究其表型效应 C.设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D.应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递,C,（2009 广东）艾弗里等

15、人的肺炎双球菌转化实,解析：艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验这两个实验方法尽管不同，实验设计思路上却有共同之处-设法把蛋白质与DNA分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。故选C。,解析：艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔,（2008 江苏）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 型菌的DNA+DNA 酶加入R 型菌注射入小鼠 R 型菌的DNA+DNA 酶加入S 型菌注射入小鼠 R 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入S 型菌的DNA注射入小鼠 S 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入R 型菌的DNA注射入小鼠,（2008 江苏）某研究人员模拟肺炎

16、双球菌转化,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,解析：只有活的S型细菌才能使小鼠死亡。中，在DNA酶的作用下，S型细菌的DNA不能使R型细菌发生转化，不能产生S型菌；中，高温均会使微生物死亡、酶失活，单纯的S或R型菌的DNA均不会使小鼠死亡。,D,以上4 个实验中小鼠存活的情况依次是（）,1.对遗传物质的最确切地描述是（）A.生物体内由单核苷酸组成的一类物质B.细胞内核糖核酸和脱氧核糖核酸的总称C.能够控制生物性状遗传的物质D.具有传递、表达和改变遗传信息功能的物质,D,课堂练习

17、,1.对遗传物质的最确切地描述是,2.认为DNA是主要遗传物质的理由是（）A.DNA几乎是所有生物遗传信息的携带者B.DNA是绝大多数生物体内含有的遗传物质C.只有DNA能够进行自我复制D.只有DNA能够指导蛋白质的生物合成,A,2.认为DNA是主要遗传物质的理由是,3.T4噬菌体侵染细菌的过程中，具有决定性作用的步骤是（）A.噬菌体DNA注入活菌细胞内B.借助细菌设备，噬菌体DNA多次复制C.借助细菌设备，合成噬菌体外壳蛋白质D.子代噬菌体的组装和成熟释放,B,3.T4噬菌体侵染细菌的过程中，具有决定性,4.从肺炎双球菌的S型活菌中提取DNA，将S型菌的DNA与R型活菌混合养时，R型活菌繁殖

18、的后代中有少量S型菌体，这些S型菌体的后代均为S型菌体。这个实验表明DNA（）A.分子结构相对稳定 B.能够自我复制C.能够指导蛋白质合成 D.能引起可遗传的变异,D,4.从肺炎双球菌的S型活菌中提取DNA，将S,5.Leber遗传性视神经病是一种遗传病，此病是由线粒体DNA基因突变所致。某女士的母亲患有此病，如果该女士结婚生育，下列预测正确的是（）A.如果生男孩，孩子不会携带致病基因B.如果生女孩，孩子不会携带致病基因C.不管生男或生女，孩子都会携带致病基因D.必须经过基因检测，才能确定,C,5.Leber遗传性视神经病是一种遗传病，,6.噬菌体侵染细菌的实验中,对噬菌体蛋白质合成的正确叙述

19、是（）A.原料、模板和酶均来自细菌 B.模板和酶来自细菌,核糖体和氨基酸原料来自噬菌体 C.指导蛋白质合成的DNA来自细菌,氨基酸来自噬菌体 D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、酶和氨基酸原料来自细菌,D,6.噬菌体侵染细菌的实验中,对噬菌体蛋白质合,7.肺炎双球菌中的S型菌具有多糖类荚膜,R型菌则不具有。下列叙述错误的是（）A.培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质,能产生一些具荚膜的细菌 B.培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物,不能产生具荚膜的细菌 C.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA,能产生具荚膜的细菌 D.培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质,不能产生具荚膜的细菌

20、,A,7.肺炎双球菌中的S型菌具有多糖类荚膜,R型,思维拓展,（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。,1.遗传物质应该具备的四项特点,思维拓展（1）分子结构具有相对的稳定性；1.遗传物质应,细胞中DNA主要分布在细胞核里，与蛋白质构成染色体。细胞中DNA行为与染色体行为一致，但细胞核中DNA分子数目和染色体数目不一致（呈1：1或2：1比例）。,2.DNA与染色体,3.DNA在细胞中的分布,DNA主要分布在细胞核，在线粒体和叶绿体中也有少量分布，但不构成染色体。,细胞中DN

21、A主要分布在细胞核里，与蛋白质构成染色体。,（1）具有细胞结构的生物，包括原核生物在内，其遗传物质为DNA。（2）细胞核和细胞质遗传物质均为DNA。（3）病毒的遗传物质为DNA或RNA。,4.生物的遗传物质,（1）具有细胞结构的生物，包括原核生物在内，其遗传物质,1.提示:遗传物质必须稳定,要能贮存大量的遗传信息,可以准确地复制出拷贝,传递给下一代等。2.提示:这是一道开放性的题,答案并不惟一,只要提出正确的思路即可。,(一)问题探讨,课本答案参考,1.提示:遗传物质必须稳定,要能贮存大量的遗,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

22、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。,(二)旁栏思考题,因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中,而磷,1.提示:细菌和病毒作为实验材料,具有的优点是:（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 分就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖。,(三)思考与讨论,1.提示:细菌和病毒作为实验材料,具有的优,2.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。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

23、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。科学成果的取得必须有技术手段做保证,技术的发展需要以科学原理为基础,因此,科学与技术是相互支持、相互促进的。,2.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋,习题答案,一、基础题,1（1）（2）2C3D,二、拓展题,1.提示：实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA,而大多数蛋白质却留在了大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。,习题答案一、基础题1（1）（2）二、拓展题,2提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己;能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。,2提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠,第1节-DNA是主要的遗传物质-优秀课件,