8苏教版生物必修二 第四章遗传的分子基础第一节探索遗传物质的过程（共51张PPT）.ppt

1、 学习目标学习目标 总结人类对遗传物质的探总结人类对遗传物质的探 索过程索过程 曾宝仪和她的妈妈曾宝仪和她的妈妈 肥肥和她的女儿肥肥和她的女儿 祖孙三代的鼻子祖孙三代的鼻子 1919世纪末，生物学家通过对细胞世纪末，生物学家通过对细胞 的的 、 、 的研究，认的研究，认 识到识到_在生物的遗传中具有重要的作用。而染在生物的遗传中具有重要的作用。而染 色体主要由色体主要由 和和 组成的。组成的。 减数分裂 有丝分裂 受精作用 蛋白质 DNA 这两种物质中哪一种是遗传物质呢？这两种物质中哪一种是遗传物质呢？ DNA 染色体 讨论讨论1：实验材料：实验材料 你觉得选择什么样的生物做该实验的你觉得选择

2、什么样的生物做该实验的 材料更合适呢？为什么？材料更合适呢？为什么？ 以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？ （1）结构简单，含有的物质少，分析起来）结构简单，含有的物质少，分析起来 简便、快捷，容易得出结论简便、快捷，容易得出结论 （2）繁殖快。细菌）繁殖快。细菌2030 min就可繁殖一就可繁殖一 代，病毒短时间内可大量繁殖代，病毒短时间内可大量繁殖 一、一、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 （一）、（一）、 肺炎双球菌肺炎双球菌的转化实验的转化实验 【体内转化实验体内转化实验】 1928年年 英国英国 格里菲思格里菲思 1、实验材料、实验材料：

3、肺炎双球菌肺炎双球菌 小鼠小鼠 肺炎双球菌的类型肺炎双球菌的类型 菌体菌体无无夹膜夹膜 无无毒性毒性 R R型细菌：型细菌： 菌体菌体有有夹膜夹膜 有有毒性毒性 S S型细菌：型细菌： 菌落菌落光滑光滑 菌落菌落粗糙粗糙 3、实验过程：、实验过程： 2、实验原理：、实验原理： 细菌使小鼠患败血病而死亡细菌使小鼠患败血病而死亡 S型型 小鼠存活小鼠存活 .思考 对比分析第一、二组实验证明什么？对比分析第一、二组实验证明什么？ R型菌无毒，型菌无毒，S型菌有毒型菌有毒 小鼠死亡小鼠死亡 小鼠存活小鼠存活 小鼠死亡小鼠死亡 .第三组实验中被第三组实验中被加热杀死加热杀死的的S型菌还有没型菌还有没 有

4、毒性？有毒性？ .第四组实验中是第四组实验中是谁谁导致小鼠死亡的？导致小鼠死亡的？ .对比对比分析第三、四组又说明什么？分析第三、四组又说明什么？ 思考讨论： 没有毒性没有毒性 S型活菌型活菌 被加热杀死被加热杀死S型细菌中含有“转化因子”。型细菌中含有“转化因子”。 格里菲思推论：格里菲思推论： 在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S 型活细菌的后代也是有毒性的型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这说型细菌，这说 明这种性状的转化可不可以遗传？明这种性状的转化可不可以遗传？ （2)这种性状的转化是可以这种性状的转化是可以遗传遗传的。的。 4、实验结论：

5、、实验结论： （1）被加热杀死的）被加热杀死的S型细菌中含有“型细菌中含有“转化因转化因 子子”，使”，使R型菌转化为型菌转化为S型活菌。型活菌。 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？ 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 但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？ 你的实验设计中最关键的设计思路你的实验设计中最关键的设计思路 是什么是什么？ 设法把设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接与蛋白质分开，单独地、直接 地去观察地去观察DNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。 提出问题：提出问

6、题： 实验方案：实验方案： 2 2、然后分别将它们加入已经培养了、然后分别将它们加入已经培养了R R型细菌的培养基中。型细菌的培养基中。 观察结果观察结果 1 1、从、从S S型活细菌中提取出型活细菌中提取出DNADNA、蛋白质和多糖、蛋白质和多糖 等物质等物质 DNA、蛋白质和其他物质谁是、蛋白质和其他物质谁是 遗传物质遗传物质? 作出假设作出假设: 进行实验进行实验 得出结论得出结论 结果预测：结果预测： DNA是遗传物质是遗传物质 只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌转变成型菌转变成S型菌型菌 1944年年艾弗里艾弗里的实验的实验 1、实验原理：对、实验原理：对 的成分

7、提取、分离、的成分提取、分离、 鉴定，并与鉴定，并与 混合培养，观察各成分的混合培养，观察各成分的 作用作用 DNA、蛋白质蛋白质、多多 糖糖等物质。等物质。 【体外转化实验体外转化实验】 S型活菌型活菌 R型活菌型活菌 2 2、 实验过程：实验过程： 分别与分别与R R型活细菌混合培养型活细菌混合培养 S S型活细菌型活细菌 多糖多糖 蛋白质蛋白质 DNA DNA+DNA酶酶 R 型活型活 菌菌 R型型 活菌活菌 R型活型活 菌菌 R型活菌型活菌 S型活菌型活菌 S型活菌型活菌 R型活菌型活菌 R型细菌型细菌 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 R型细菌型细菌 只长只

8、长R型菌型菌 S型菌的型菌的DNA S型菌的型菌的 蛋白质、荚膜多糖、蛋白质、荚膜多糖、 RNA等等 R型细菌型细菌 只长只长R型菌型菌 S型菌的型菌的 DNA+DNA酶酶 S型菌型菌 R型细菌型细菌 3、实验结论：、实验结论： DNA才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物型细菌产生稳定遗传变化的物 质。（质。（DNA是遗传物质）是遗传物质） 4、遗传物质的概念、遗传物质的概念 能携带能携带遗传信息遗传信息，控制生物体的特定，控制生物体的特定性性 状状，并通过细胞增殖过程将遗传信息，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递传递 给后代的物质，称为遗传物质。给后代的物质，称为遗传物质。 重复重复: 实

9、验设计中最关键的思路是？实验设计中最关键的思路是？ 必须将蛋白质与必须将蛋白质与DNADNA分开分开， 单独、直接地观察它们的单独、直接地观察它们的 作用作用 分开？分开？ 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是， 并不是所有人都信服这一结果。 因为，艾弗里的实验中提取的DNA纯度最高 时也还有0.02%的蛋白质。 资料：艾弗里实验的缺陷 （二）、（二）、噬菌体噬菌体侵染细菌的实验侵染细菌的实验 1952年年赫尔希赫尔希和和蔡斯蔡斯 DNA 1、实验材料：、实验材料：T2噬菌体噬菌体 大肠杆菌大肠杆菌 2 2、实验、实验 原理：原理： 蛋白质蛋白质 3、噬菌体的增殖过程、噬菌体的增殖过程 吸附吸附

10、 注入注入 合成合成 组装组装 释放释放 侵入别的细菌侵入别的细菌 4、实验方法：同位素标记法、实验方法：同位素标记法 蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素： DNADNA的组成元素：的组成元素： C、H、O、N、S等等 C、H、O、N 、P 用用32 32P P标记 标记DNADNA 用用35 35S S标记蛋白质 标记蛋白质 选择同位素选择同位素 标记标记T2噬菌体方法：噬菌体方法： .第一步：标记第一步：标记细菌细菌 .第二步：标记第二步：标记T2噬菌体噬菌体 细菌细菌+含含35S的培养基的培养基含含 的细菌的细菌 细菌细菌+含含32P 的培养基的培养基含含 的细菌的细菌 35S 32 P

11、 T2噬菌体噬菌体+含含35S的细菌的细菌含含 的的T2噬菌体噬菌体 T2噬菌体噬菌体+含含32P的细菌的细菌含含 的的T2噬菌体噬菌体 35S 32P 实验过程：实验过程： 放射性主要放射性主要 存在于大肠存在于大肠 杆菌内杆菌内 放射性存在放射性存在 于大肠杆菌于大肠杆菌 外外 5、实验过程及结果：、实验过程及结果： 分组分组 结果结果 结果分结果分 析析 用用32P标记的噬标记的噬 菌体侵染未标记菌体侵染未标记 的细菌的细菌 用用35S标记的噬菌体标记的噬菌体 侵染未标记的细菌侵染未标记的细菌 对比对比 实验实验 放射性存在放射性存在 于大肠杆菌于大肠杆菌 外外 放射性主要放射性主要 存

12、在于大肠存在于大肠 杆菌内杆菌内 进入细菌进入细菌 细胞内的细胞内的 是噬菌体是噬菌体 DNA，蛋，蛋 白质外壳白质外壳 留在外面留在外面 在噬菌体中，亲代与子代之间具有在噬菌体中，亲代与子代之间具有 连续性的物质是连续性的物质是DNA，即，即 DNA 是遗传物质是遗传物质 6、实验、实验 结论结论 课堂小结课堂小结 体内转化实验：体内转化实验： （格里菲思）（格里菲思） 体外转化实验：体外转化实验： （艾弗里）（艾弗里） 肺炎双球菌肺炎双球菌 的转化实验的转化实验 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 实验（蔡斯和赫尔实验（蔡斯和赫尔 希）：希）： DNA是遗传物质是遗传物质 加热杀死的加热杀死的S

13、型菌型菌 中含有“中含有“转化因转化因 子子” DNA是“转化是“转化 因子”因子” DNA能自我复制，控能自我复制，控 制蛋白质的合成制蛋白质的合成 二、二、RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 1 1、烟草花叶病毒（、烟草花叶病毒（TMV） 图图4 4- -4 4 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 正常叶正常叶 病叶病叶 1956年年烟草花叶病毒烟草花叶病毒感染感染烟草烟草实验实验 烟草花叶病毒不含烟草花叶病毒不含DNA，只有，只有RNA和蛋白质，和蛋白质， 如何确定其遗传物质是什么？如何确定其遗传物质是什么？ 烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 思路思路: :烟草花叶病毒的

14、烟草花叶病毒的RNARNA和蛋白质区分开，直接地、和蛋白质区分开，直接地、 单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗 传物质传物质 仅仅RNARNA能使烟草产生原样病斑能使烟草产生原样病斑 仅蛋白质能使烟草产生原样病斑仅蛋白质能使烟草产生原样病斑 RNARNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑和蛋白质都能使烟草产生原样病斑 若若出现结果出现结果则则仅仅RNARNA是遗传物质；是遗传物质； 若若出现结果出现结果则则仅蛋白质是遗传物质；仅蛋白质是遗传物质； 若若出现结果出现结果则则RNARNA和蛋白质都是遗传物质和蛋白质都是遗传物质 预测结果：预测结果：

15、 （现象）（现象） 提出问题：提出问题： 作出假设：作出假设： 设计实验：设计实验： 课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？ 得出结论：得出结论： 2 2、实验过程：、实验过程： 结论：在只有RNA的病毒中，RNA 是遗传物质。 3、分析与结论：、分析与结论： TMV 蛋白质蛋白质 RNA 烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验 进一步证明在只有进一步证明在只有RNA而不含有而不含有DNA的病毒中，的病毒中， 遗传物质是遗传物质是RNA。 RNA（核糖核酸）（核糖核酸） 乙肝病毒乙肝病毒 艾滋病病毒艾滋病病毒 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 1928年年

16、格里菲思发现肺炎双球菌转化现象格里菲思发现肺炎双球菌转化现象 1944年年 艾弗里证明肺炎双球菌的转化因子是艾弗里证明肺炎双球菌的转化因子是DNADNA 1952年年 赫尔希和蔡斯证明赫尔希和蔡斯证明T T2 2噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNADNA 1957年年 佛兰科尔发现烟草花叶病毒的遗传物质是佛兰科尔发现烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA 结论：结论：DNADNA是是主要的主要的遗传物质遗传物质 探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程 列表比较列表比较DNADNA是主要的遗传物质的实验证据是主要的遗传物质的实验证据 肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验噬菌

17、体侵染细菌实验 烟草花叶病毒烟草花叶病毒 侵染烟草实验侵染烟草实验 实验实验 原理原理 从从S S型活细菌中提取的型活细菌中提取的DNADNA、 蛋白质和多糖，分别与蛋白质和多糖，分别与R R 型活细菌培养液混合培养型活细菌培养液混合培养 用同位素用同位素32 32P P标记 标记DNADNA，35 35S S标 标 记蛋白质，来证明只有噬菌记蛋白质，来证明只有噬菌 体的体的DNADNA进入细菌体内，完成进入细菌体内，完成 遗传作用遗传作用 从烟草花叶病毒从烟草花叶病毒 中提取中提取RNARNA和蛋白和蛋白 质，分别感染烟质，分别感染烟 草草 实验实验 结果结果 只有加入只有加入DNADNA，

18、才能使，才能使R R型型 活细菌转化为活细菌转化为S S型活细菌，型活细菌， 用用DNADNA酶处理的酶处理的DNADNA失去转失去转 化作用化作用 带有同位素带有同位素32 32P P的 的DNADNA进入细进入细 菌内完成遗传作用菌内完成遗传作用 只有只有RNARNA才能感染才能感染 烟草烟草 实验实验 结论结论 DNADNA是遗传物质是遗传物质, ,蛋白质等蛋白质等 物质不是物质不是 DNADNA是遗传物质是遗传物质 RNARNA是遗传物质是遗传物质 四个实四个实 验的共验的共 同点同点 设计思路都是设计思路都是: :设法把设法把DNA(RNA)DNA(RNA)与蛋白质分开，单独地、直接

19、地与蛋白质分开，单独地、直接地 去观察去观察DNA(RNA)DNA(RNA)的作用的作用 都遵循了对照原则都遵循了对照原则 本课理念本课理念掌握科学家们掌握科学家们科学探究的一般过程科学探究的一般过程 提出问题提出问题 得出结论得出结论 分析结果分析结果 设计实验设计实验 作出假设作出假设 【形成概念形成概念】 举例举例 遗传物质 举例举例 DNA RNA 动植物、真菌、细菌以动植物、真菌、细菌以 及及DNA病毒等病毒等 RNA病毒病毒 小结小结 细胞生物细胞生物 真核和原核真核和原核 非细胞生物非细胞生物 （病毒病毒） 核酸核酸 遗传物质遗传物质 DNA和和RNA DNA DNA RNA D

20、NA RNA 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA， 所以DNA是主要的遗传物质。 一、一、DNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 （一）、肺炎双球菌的转化实验（一）、肺炎双球菌的转化实验 1 1、格里菲思实验（、格里菲思实验（体内体内） 结论：结论：S S型菌具有型菌具有“转化因子转化因子” 2 2、艾弗里实验（、艾弗里实验（体外体外） 结论：转化因子是结论：转化因子是DNADNA，DNADNA是遗传物是遗传物 质质 （二）、噬菌体侵染细菌的实验（二）、噬菌体侵染细菌的实验 结论：结论：DNADNA是遗传物质是遗传物质 二、二、RNARNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 烟草花叶病毒的

21、实验烟草花叶病毒的实验 结论：结论：RNARNA是遗传物质是遗传物质 三、大量实验得出三、大量实验得出DNADNA是主要的是主要的 遗传物质遗传物质 第一节第一节 探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程 反馈练习 D 1. 注射后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型肺炎双 球菌 2. 在肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型细菌 的A、B、C、D四个试管，依次分别放入S型细 菌的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经 过培养，检查结果发现有R型细菌转化的是（ ） A B C D A

22、 3. 下列生物中只含一种核酸的是（ ） A玉米 B草履虫 C金鱼 D流感病毒 D 4. 所有病毒的遗传物质（ ) A都是DNA B都是RNA C是DNA或RNA D是DNA和RNA C 5. 噬菌体侵染细菌的实验能证明的是 （ ） ADNA是主要的遗传物质 B蛋白质是遗传物质 CDNA是遗传物质 DDNA能产生可遗传的变异 C 6. 下列说法正确的是（ ） A一切生物的遗传物质都是DNA B一切生物的遗传物质都是RNA C一切生物的遗传物质是核酸 D一切生物的遗传物质是蛋白质 C 7. 噬菌体在繁殖的过程中所利用的原料 是( ) A自身的核苷酸和氨基酸 B自身的核苷酸和细菌的氨基酸 C细菌的核苷酸和氨基酸 D自身的氨基酸和细菌的核苷酸 C 8. 用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记细 菌的蛋白质，用这种噬菌体去侵染大肠杆 菌，则新生的噬菌体可含有（ ） A32P B35S C32P和35S D二者皆无 A