资源简介

(共35张PPT)
1
提出遗传因子
总结遗传规律
孟德尔
2
把遗传因子命名为基因
约翰逊
3
提出基因在染色体上的假说
萨 顿
4
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
5
对遗传物质的探索
基因是什么
问题探讨 P42
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
DNA

蛋白质
①能够储存大量的遗传信息。
②可以准确地复制，并传递给下一代。
③结构比较稳定等等。
必修二《遗传与进化》
第三章 基因的本质
3.1 DNA是主要的遗传物质
学习目标：
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程
2.说明DNA是主要的遗传物质
对遗传物质的早期推测
蛋白质是由多种氨基酸连接而成
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含遗传信息
20世纪20年代
20世纪30年代
认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
对DNA结构没有清晰的了解
蛋白质是遗传物质
蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
“向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战！”
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
格里菲思肺炎链球菌体内转化实验
1.实验材料：
小鼠、肺炎链球菌
阅读课本43页，填写两种肺炎链球菌的特点：
类型　 菌体表面特点 致病性 菌落表面特点
S型细菌
R型细菌
何为荚膜？有何作用？
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围胶状物质，成分为多糖
有致病性
人患肺炎
小鼠患肺炎，并发败血症
无致病性
光滑
Smooth
粗糙
Rough
何为菌落？
细菌等微生物在固体培养基中形成的肉眼可见的子细胞群体
对细菌起保护作用
注射R型
活细菌
不死亡
说明R型细菌无毒
说明S型细菌有毒
注射S型
活细菌
说明加热致死的S型细菌无毒
注射加热致死的S型细菌
不死亡
死亡
加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
格里菲思肺炎链球菌体内转化实验
2.实验过程（图3—2）：
死亡
加热杀死S型菌
R型活菌 S型活菌
转化
已经加热杀死的S型菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质。
——“转化因子”
格里菲思肺炎链球菌体内转化实验
3.实验结论：
活性物质
加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟转化因子是什么？如何设计这个实验？
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
多糖
脂质、蛋白质
RNA、DNA等
实验设计思路：
由于当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。还有其他方案吗？
含R型细菌的培养基
分别加入
R型细菌？
S型细菌？
观察菌落产生情况
自主阅读课本P44：艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验，思考：
该实验的设计思路是什么？
用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
DNA酶
空白对照
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,
DNA是转化因子。
作用分别是水解蛋白质、RNA、酯类和DNA
艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
深度思考
加热能杀死S型细菌，为何“杀不死”DNA
蛋白质和核酸对高温的耐受力不同
在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复到室温，DNA双链还能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
①加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的，温度降低后蛋白质活性也不可恢复。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，因而导致细菌死亡。
②加热时，DNA双链会解旋，加热结束后，随温度的降低DNA双链可恢复双螺旋结构，恢复活性。
R型细菌转化为S型细菌的实质：
S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中（基因重组）
注意：1.S型菌只提供DNA模板，其他的原料全是R型菌的
2.只是少数R型细菌转化为S型细菌
知识拓展
减法原理
加法原理
含义：与常态比较，人为增加某种影响因
素的称为“加法原理”。
举例：“比较过氧化氢在不同条件下的
分解”
含义：与常态比较，人为去除某种影响因
素的称为“减法原理”。
举例：“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”
每个实验组特异性去除了一种物质，
从而鉴定出DNA是遗传物质。
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
科学方法 —“加法原理”和“减法原理”
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用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，说明DNA是遗传物质。
赫尔希 蔡斯
尽管艾弗里的实验完全能够证明DNA是遗传物质，但是，由于当时人们深受蛋白质是遗传物质的影响，并没有接受艾弗里的实验结论。
有没有比细菌更好的材料、更好的方法可将DNA和蛋白质彻底分开，单独去观察它们的作用呢？
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
1.实验材料：
大肠杆菌、T2噬菌体
①选用T2噬菌体做实验材料的优点？
a、结构简单：
无细胞结构，只有核酸（DNA）和蛋白质外壳
b、繁殖快：
病毒短时间内可大量繁殖
c、严格寄生生物：
专门寄生在大肠杆菌体内
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
1.实验材料：
大肠杆菌、T2噬菌体
②T2噬菌体如何侵染大肠杆菌？
噬菌体侵染大肠杆菌过程
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
1.实验材料：
大肠杆菌、T2噬菌体
②T2噬菌体如何侵染大肠杆菌？
噬菌体借尾丝吸附在细菌表面。
把遗传物质（DNA）注入到细菌细胞。
利用细菌的化学成分、酶系统和核糖体合成出噬菌体的DNA、蛋白质。
新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体。
细菌解体，释放出噬菌体。
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
1.实验材料：
大肠杆菌、T2噬菌体
③T2噬菌体增殖的场所是哪里？
增殖产生子代的遗传物质来自？
所需原料由谁提供？
只能是大肠杆菌细胞内
T2噬菌体
宿主细胞——大肠杆菌
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
1.实验材料：
大肠杆菌、T2噬菌体
④哪种物质进入大肠杆菌？有几种可能？
噬菌体的蛋白质外壳进入细菌，DNA未进入
噬菌体的DNA进入细菌，蛋白质外壳未进入
噬菌体的DNA和蛋白质外壳都进入了细菌
⑤DNA和蛋白质无法看到，用什么方法判断哪种物质进入了？
放射性同位素标记法
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
2.研究方法：
放射性同位素标记法
①应标记DNA和蛋白质的什么元素？为什么？
蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
（标记32P）
（标记35S）
思考：实验能否用32P和35S同时标记噬菌体？
怎么用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
2.研究方法：
放射性同位素标记法
②如何标记噬菌体？
先标记细菌
含35S的大肠杆菌
含32P的大肠杆菌
再标记噬菌体
含35ST2的噬菌体
含32PT2的噬菌体
含35S的培养基+大肠杆菌
+T2噬菌体
含32P的培养基+大肠杆菌
+T2噬菌体
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
用35S标记和32P标记分别噬菌体，出现什么实验现象？说明了什么？
阅读教材P45的实验过程及图3-6，思考讨论下列问题：
3.实验过程：
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
上清液
沉淀物
子代噬菌体
上清液
沉淀物
子代噬菌体
有放射性
无放射性
无放射性
有放射性
无放射性
部分有放射性
说明被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌。
说明被32P标记的噬菌体DNA进入了大肠杆菌。
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的DNA进入大肠杆菌，并复制出若干DNA，合成子代噬菌体（亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体），噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌中。
细菌裂解后，在释放的T2噬菌体中，可检测到32P标记的DNA，却不能检测到35S标记的蛋白质。说明了什么
4.实验结论：
DNA是T2噬菌体的遗传物质
标记细菌
标记
噬菌体
标记噬菌体侵染未标记细菌
（短时间保温）
搅拌
离心
观察放射性的分布
“短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
“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
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
原因分析：
上清液
沉淀物
1.短时间保温、搅拌和离心的目的是什么？
2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
搅拌不充分，导致少量含35S的噬菌体蛋白质外壳还吸附在细菌表面，离心时随细菌到沉淀物中
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
原因
原因
只有DNA是遗传物质吗？
科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA，没有DNA，比如烟草花叶病毒。
烟草花叶病毒示意图和电镜照片
为了弄清这种病毒中遗传物质是蛋白质还是RNA，科学家进行了烟草花叶病毒的感染实验。
烟草花叶病毒的感染实验
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
可提取得到病毒
不能提取得到病毒
：
RNA
蛋白质
细胞结构生物
非细胞结构生物（病毒）
（含有DNA和RNA）
（含有DNA或RNA）
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质为
RNA
遗传物质为
DNA
真核生物
原核生物
DNA是主要的遗传物质
生物
生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
注意：
对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质
对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字
课堂总结
1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（ ）
A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D.DNA
D
一、概念检测
练习与应用 P47
2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（ ）
A.DNA是遗传物质 B.遗传物质包括蛋白质和DNA
C.病毒中有DNA，但没有蛋白质 D.细菌中有DNA，但没有蛋白质
A
二、拓展应用
1.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬
菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬
菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的
蛋白质外壳的来源。
练习与应用 P47
利用亲代噬菌体DNA中的遗传信息，
以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成。
2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析
DNA作为遗传物质所具备的特点。
①能够精确的自我复制
②能够指导蛋白合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程
③具有储存遗传信息的能力
④结构比较稳定
练习与应用 P47
二、拓展应用

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