人教版高中生物必修2-DNA是主要的遗传物质-PPT

第3章基因的本质基因是什么？DNA或蛋白质？几多实验，几多论争。是谁将谜底揭破？亲代雄体减数分裂精子雌体减数分裂卵细胞受精作用受精卵有丝分裂子代(2N)(N)(2N)(2N)(2N)(N)祖孙三代的鼻子通过对孟德尔遗传规律以及细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习，认识到染色体在生物的传种接代中具有重要作用，即生物的遗传、变异与染色体有关。染色体在生物的遗传中起着重要作用。20世纪中叶，科学家发现：染色体主要是由蛋白质和DNA组成。那么在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？为什么染色体能在遗传上起作用？遗传物质应该具有的特点•在细胞生长和繁殖过程中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；•具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；•结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生变异，并能遗传给后代。分析蛋白质•蛋白质能够控制生物的性状和代谢；•蛋白质不能自我复制；•在染色体中的含量不固定；•蛋白质的分子结构也不稳定，也不能遗传给后代。结论：蛋白质不能作为遗传物质。分析DNA是遗传物质的间接证据•DNA分布在染色体中，是染色体的主要成分；•细胞核中DNA的含量十分稳定，而且与染色体的数目存在平行关系；•DNA在代谢中比较稳定，不受生物体的营养条件、年龄等因素的影响；•作用于DNA的一些理化生物因素可引起DNA结构的改变且可以遗传下去。第1节DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测阅读课本P42-43相关内容，思考下列问题：1、20世纪20、30年代，人们对DNA和蛋白质的认识水平如何呢？2、当时认为哪种是遗传物质呢？依据何在？20世纪20年代：氨基酸多肽蛋白质认为蛋白质是生物体的遗传物质20世纪30年代：脱氧核苷酸DNA脱氧核糖碱基磷酸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？二、DNA是遗传物质的实验证据1、肺炎双球菌的转化实验2、噬菌体侵染细菌的实验科学家的思路：设法将DNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质的作用。实验材料：肺炎双球菌(一)格里菲思的肺炎双球菌转化实验S型菌R型菌菌体有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜菌落表面光滑表面粗糙毒性能够使人患肺炎或使小鼠患败血病。有毒性无毒性图3-2肺炎双球菌的转化实验格里菲思的实验说明了什么？格里菲思R型活球菌+S型死菌转化S型活球菌繁殖后代S型活球菌这种性状的转化是可以遗传的格里菲思推论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有转化因子(某种促成这一转化的活性物质)。讨论：格里菲思是否确定了哪种物质是遗传物质呢？为什么不能确定？如何进一步设计实验来研究呢？什么物质使R型细菌转化成为S型细菌的呢？这种“转化因子”究竟是什么物质呢？艾弗里对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定，提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，分别加入已培养了R型细菌的培养基中。（二）艾弗里确定转化因子的实验艾弗里发现是DNA使球菌的致病性发生了转化。S型活细菌分别与R型活细菌混合培养DNA蛋白质或多糖等DNA＋DNA酶S型、R型R型R型实验过程：S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型活细菌→培养基上只有R型菌落实验结论：DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，也就是说DNA是遗传物质。1．注射后能使小鼠因患败血症而死亡的是（）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D练习:2.肺炎双球菌的转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的细菌（）A、无毒R型，有毒S型B、有毒R型，无毒S型C、有毒R型，有毒S型D、无毒R型，无毒S型A思考:艾弗里及其同事在证明DNA还是蛋白质是遗传物质的实验中，最关键的的实验设计思路是什么呢？设法把DNA和蛋白质分开，单独、直接、分别地去观察DNA或蛋白质的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。(二)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验是一个更具说服力的实验，证明了DNA是遗传物质。实验材料——T2噬菌体实验技术——放射性同位素标记法1、T2噬菌体的结构模式图T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒（无细胞结构），头、尾的外部都有由蛋白质组成的外壳，头的内部含有DNA。噬菌体侵染细菌的动态过程：吸附注入合成组装释放再侵染其他的细菌这些子代噬菌体在大小、形状等方面，都保持原来亲代噬菌体的特点。由此可见，噬菌体的各种性状是通过DNA传递给后代的。这种情况足以证明DNA是遗传物质。2、实验技术：同位素标记法——标记该物质特有的元素蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记32P）（标记35S）标记噬菌体方法：在分别含有放射性同位素35S和32P的培养基中培养细菌分别用上述细菌培养T2噬菌体，得到含32P的噬菌体和含35S的噬菌体图3-6T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验①用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质外壳细菌内无放射性3、实验过程：子代噬菌体②用放射性同位素32P标记内部DNA细菌内有放射性子代噬菌体实验过程及结果：第一组实验第二组实验亲代噬菌体35S标记蛋白质32P标记DNA寄主细胞内无35S标记蛋白质有32P标记DNA子代噬菌体蛋白质外壳无35SDNA有32P标记实验结论DNA具有连续性，是遗传物质。1、离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在沉淀物中。想一想：这一结果说明了什么？•2、进一步观察发现：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。•想一想：这一结果说明了什么？赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。可见，在噬菌体的生活史中，只有DNA是在亲、子代间具有连续性的物质。实验结论子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA传递的。所以，DNA才是真正的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。讨论1：实验材料你觉得选择什么样的生物做该实验的材料更合适呢？为什么？以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？（1）结构简单，含有的物质少，分析起来简便、快捷，容易得出结论。（2）繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。讨论2：实验设计中最关键的设计思路是什么？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。讨论3：艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪种技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术间的关系有何启示？DNA是唯一的遗传物质吗？有些病毒（如烟草花叶病毒），不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。（四）DNA是主要的遗传物质RNA蛋白质烟草花叶病毒侵染烟草侵染烟草得花叶病不得花叶病结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。RNA是病毒遗传物质的证明+TMVHRV烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟草叶片，但二者致病病斑不同。有人用这两种病毒做实验，具体步骤如下：+（a）（b）（c）（d）（1）a表示用TMV的感染烟草，结果。（2）b表示用感染烟草，结果。（3）c表示用和组成的“杂种病毒”感染烟草，结果。（4）d表示用人工合成的“杂种病毒”产生的后代是。（5）整个实验说明了。（6）该实验的设计思路是。TMVHRV目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。课堂练习：1、生物的遗传物质是：()A.DNAB.RNAC.核酸D.蛋白质C2、噬菌体侵染细菌的实验证明了（）A.蛋白质是遗传物质B.DNA是主要的遗传物质C.DNA是遗传物质D.DNA和蛋白质是遗传物质C3、某一病毒的遗传物质是：（）A、DNAB、DNA和RNAC、RNAD、DNA或RNA4、认为DNA是主要遗传物质的理由是（）A、肺炎双球菌的转化实验B、噬菌体侵染细菌的实验C、DNA是绝大多数生物的遗传物质D、DNA能控制蛋白质的合成DC•1.将有荚膜的S型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因_______而死亡，而无荚膜的R型细菌_________，但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则________，此实验说明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的________，经实验证明这种物质是______。患败血症小鼠正常小鼠死亡转化因子DNA填空题:练习巩固：1、如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素是A、可在外壳中找到15N和35SB、可在DNA中找到15N和32PC、可在外壳中找到15ND、可在DNA中找到15N、32P、35SB、可在DNA中找到15N和32P病毒的遗传物质是（）人的遗传物质是（）DNA或RNADNA2、噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体浸染细菌实验的相关叙述中不正确的是（）•A、该实验能证明蛋白质不是遗传物质•B、浸染过程的原料、ATP、酶、场所等条件均有细菌提供•C、为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S共同标记一组噬菌体的DNA和蛋白质•D、连续培养噬菌体N代，则含母链的DNA应该占子代DNA总数的1/2n-1CAAD3、下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答：根据上述实验对下列问题进行分析：①图中锥形瓶中的培养液是用来培养，其内的营养成分中是否含有32P？——————————②图中的A表示过程，此过程中进入大肠杆菌的是，没有进入的是。大肠杆菌不含有噬菌体侵染细菌噬菌体DNA噬菌体的蛋白质外壳4．艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下。请回答：（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。注入寄主细胞的是病毒的。（2）遗传学上将过程②称为。（3）③和④的信息传递过程分别称为。（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%，多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是唯一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是的结果，这种变异特点与一般生物的变异不同之处是，其原因是。（5）2007年12月1日是国际第20个日。逆转录RNA转录和翻译基因突变突变频率高和突变方向多单链RNA结构不稳定世界艾滋病