第三章第一节-DNA是主要遗传物质-精品课件-公开课课件
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新的病毒
重组
产生 哪种 病毒？
三.烟草花叶病毒重建实验
RNA病毒的遗传物质是 RNA
四。总结
细胞结构
生 生物
原核生物 真核生物
物 非细胞结 只含DNA的病毒：
构生物 只含RNA的病毒：
遗传物质是DNA 遗传物质是RNA
1、一切生物的遗传物质是核酸
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗 传物质是DNA
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.
二.噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体的结构模式图
T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA..
T2 噬菌体的特点
① 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 ② 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA ③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
有很放高射性 很低无
32P标记的实验
DNA
很无低 有很放射高性
上清液“放射性很高” 沉淀物也有放射性
——分离不完全
(噬菌体蛋白质外壳)
沉淀物“放射性很高”？ 上清液也有放射性
——释放出来的、未侵染 的噬菌体
经典实验
1928年 格里菲思 ——体内转化实验
1944年 艾弗里——体外转化实验
DNA 是遗传物质
离心的目的：让上清液中 析出重量较轻的噬菌体颗
搅拌离心 粒，而离心管的沉淀物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 留下被感染的大肠杆菌。
观察放射性的分布
4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果
：
噬菌体比大肠杆菌轻
上清液：噬菌体 (外壳)/释放的/未侵染的) 沉淀物：细菌(被注入的DNA)
35S标记的实验
标记部位
蛋白质
放射性 上清液 情况 沉淀物
必须将蛋白质、其他物质与 DNA分开，单独、直接地观察它们 的作用，才能确定究竟谁是遗传物 质。
（二）、 艾弗里确定转化因子的实验
实验过程： S型菌的DNA
R型细菌
S型菌 R型细菌
S型菌的 R型细菌 蛋白质或荚膜多糖 只长R型菌
R型细菌
S型菌的 DNA+DNA酶
只长R型菌
艾弗里确定转化因子的实验 1944年
含35S的细菌 含32P的细菌
(2)标记噬菌体 噬菌体+含35S的细菌
含35S的噬菌体
噬菌体+含32P的细菌
含32P的噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌 :上清液放射性很高,沉淀物放射 含32P的噬菌体+细菌 性很低
: 上清液放射性很低,沉淀物放射 性很高
标记
侵染
搅拌
离心， 检测
实验步骤
已经被加热杀死的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
“转化因子”是什么？
寻找转化因子：
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
加热杀死的S型细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
但究竟哪一个才是转化因子呢？
在证明DNA还是蛋白质或其他物 质是遗传物质的实验中最关键的设计 思路是什么？
第3章 基因的本质
第一节DNA是主要遗传物质
对遗传物质的早期推测
蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息 蛋白质是生物体主要的遗传物质
一、肺炎双球菌的转化实验
实验材料： 两种肺炎双球菌
R型菌 菌落:粗糙(Rough) 无荚膜，无毒 。
多 糖 类 荚 膜
S型菌 菌落:光滑(Smooth) 有荚膜，有毒。
④ 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体侵染细菌的动态过程：
吸附 注入 合成 组装 释放
吸附
侵入别的细菌
注入
释放
合成
组装
二。噬菌体侵染细菌的实验
1、实验材料： 大肠杆菌 ，T2噬菌体 2、实验方法：放射性同位素标记法
蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S （标记 35S ）
DNA 的组成元素：C、H、O、N、P （标记 32P）
1952年 赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验
DNA是唯一的遗传物质吗？
［敢于质疑］ 下面这些生物的遗传物质是什么？
流感病毒
SARS病毒 烟草花叶病毒
［课堂延伸］
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。
标记细菌 标记噬菌体
“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。
噬菌体侵染细菌（短时间保温）
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
（一）格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。 2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。 3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。 4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合
后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
格里菲思实实验验的结结论论：是什么?
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。
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。
五，作为遗传物质所必须具备的特点:
1生、具物肺活有炎性双相—球—对菌D转N稳化A定分实子验的结中构结，具对构有S菌相加对热稳处定理性，。DNA仍具有 2菌、能—肺—产炎D双生N球A可可菌以转遗发化传生实可验变遗中异传，的R型变细异菌。可以转化生成S型细 3中能、具噬自有菌连我体续侵复性染—制细—菌,D使的N实A亲可验子以中发，代生D具复NA制有在，亲一由代亲定与代子的传代递连噬给菌续子体代。 ④性4噬能、菌噬指体菌蛋导体白侵蛋质染外白细壳菌质—的—合实D验成N中A，可，以在从指细而导菌蛋内控白合制质成的子生合代物性状
成。
课堂 _核__酸__是一切生物的遗传物质，核酸包
小结
括__.脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核 酸（RNA）
细胞生物的遗传物质是D__N_A__，病毒的 遗传物质是_D_N__A_或__R__N_A。绝大多数生 物都是以DNA作为遗传物质的，因此 __D_N__A_是主要的遗传物质。
DNA主要存在于染色体上，因此 ，染色体是遗传物质的主要载体.
思考：噬菌体侵染细菌实验中,为什么选择35S和 32P分别标记蛋白质和DNA,用14C和18O可以吗? 不可以. 因为在DNA和蛋白质中都含有C和O;而绝大多数 的S存在于蛋白质中;绝大多数的P存在于DNA中
二。噬菌体侵染细菌的实验
3、实验过程： (1)标记细 菌 细菌+含35S的培养基 细菌+含32P的培养基
课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
提出问题：烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白
质，其遗传物质是什么？
作出假设：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
设计实验：思，直路接:烟地草、花单叶独病地毒去的观R察N他A和们蛋各白自质的区作分用开，
从而判断谁才是遗传物质
预测结果：①仅RNA能使烟草产生原样病斑 （现象） ②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑
③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑
得出结论：若若出出现 现①②结结果果则则仅仅蛋RN白A质是是遗遗传传物物质质；；
若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物 质
实验探究
感染 烟草
分
蛋白质
离
感染 烟草
RNA
实验 结果
不出现病斑
实验 结果
出现病斑
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物
分离 分离
重组
感 染
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
）
这个实验结论足以让所有科学 家信服吗？
思维碰撞
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。
有没有比细菌更为简单的实验材料 ？
实验过程：
S型活细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DDNNAA DNA+DNA酶
分别与R型活细菌混合培养
RR
R
R R S 多R
少
“转化因子”是DNA
数
数
RS
，DNA才是遗传物质 DNA纯度越高，转化越有
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？
实验结论：“转化因子”是DNA，DNA
重组
产生 哪种 病毒？
三.烟草花叶病毒重建实验
RNA病毒的遗传物质是 RNA
四。总结
细胞结构
生 生物
原核生物 真核生物
物 非细胞结 只含DNA的病毒：
构生物 只含RNA的病毒：
遗传物质是DNA 遗传物质是RNA
1、一切生物的遗传物质是核酸
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗 传物质是DNA
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.
二.噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体的结构模式图
T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA..
T2 噬菌体的特点
① 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 ② 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA ③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
有很放高射性 很低无
32P标记的实验
DNA
很无低 有很放射高性
上清液“放射性很高” 沉淀物也有放射性
——分离不完全
(噬菌体蛋白质外壳)
沉淀物“放射性很高”？ 上清液也有放射性
——释放出来的、未侵染 的噬菌体
经典实验
1928年 格里菲思 ——体内转化实验
1944年 艾弗里——体外转化实验
DNA 是遗传物质
离心的目的：让上清液中 析出重量较轻的噬菌体颗
搅拌离心 粒，而离心管的沉淀物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 留下被感染的大肠杆菌。
观察放射性的分布
4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果
：
噬菌体比大肠杆菌轻
上清液：噬菌体 (外壳)/释放的/未侵染的) 沉淀物：细菌(被注入的DNA)
35S标记的实验
标记部位
蛋白质
放射性 上清液 情况 沉淀物
必须将蛋白质、其他物质与 DNA分开，单独、直接地观察它们 的作用，才能确定究竟谁是遗传物 质。
（二）、 艾弗里确定转化因子的实验
实验过程： S型菌的DNA
R型细菌
S型菌 R型细菌
S型菌的 R型细菌 蛋白质或荚膜多糖 只长R型菌
R型细菌
S型菌的 DNA+DNA酶
只长R型菌
艾弗里确定转化因子的实验 1944年
含35S的细菌 含32P的细菌
(2)标记噬菌体 噬菌体+含35S的细菌
含35S的噬菌体
噬菌体+含32P的细菌
含32P的噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌 :上清液放射性很高,沉淀物放射 含32P的噬菌体+细菌 性很低
: 上清液放射性很低,沉淀物放射 性很高
标记
侵染
搅拌
离心， 检测
实验步骤
已经被加热杀死的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
“转化因子”是什么？
寻找转化因子：
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
加热杀死的S型细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
但究竟哪一个才是转化因子呢？
在证明DNA还是蛋白质或其他物 质是遗传物质的实验中最关键的设计 思路是什么？
第3章 基因的本质
第一节DNA是主要遗传物质
对遗传物质的早期推测
蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息 蛋白质是生物体主要的遗传物质
一、肺炎双球菌的转化实验
实验材料： 两种肺炎双球菌
R型菌 菌落:粗糙(Rough) 无荚膜，无毒 。
多 糖 类 荚 膜
S型菌 菌落:光滑(Smooth) 有荚膜，有毒。
④ 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体侵染细菌的动态过程：
吸附 注入 合成 组装 释放
吸附
侵入别的细菌
注入
释放
合成
组装
二。噬菌体侵染细菌的实验
1、实验材料： 大肠杆菌 ，T2噬菌体 2、实验方法：放射性同位素标记法
蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S （标记 35S ）
DNA 的组成元素：C、H、O、N、P （标记 32P）
1952年 赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验
DNA是唯一的遗传物质吗？
［敢于质疑］ 下面这些生物的遗传物质是什么？
流感病毒
SARS病毒 烟草花叶病毒
［课堂延伸］
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。
标记细菌 标记噬菌体
“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。
噬菌体侵染细菌（短时间保温）
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
（一）格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。 2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。 3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。 4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合
后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
格里菲思实实验验的结结论论：是什么?
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。
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。
五，作为遗传物质所必须具备的特点:
1生、具物肺活有炎性双相—球—对菌D转N稳化A定分实子验的结中构结，具对构有S菌相加对热稳处定理性，。DNA仍具有 2菌、能—肺—产炎D双生N球A可可菌以转遗发化传生实可验变遗中异传，的R型变细异菌。可以转化生成S型细 3中能、具噬自有菌连我体续侵复性染—制细—菌,D使的N实A亲可验子以中发，代生D具复NA制有在，亲一由代亲定与代子的传代递连噬给菌续子体代。 ④性4噬能、菌噬指体菌蛋导体白侵蛋质染外白细壳菌质—的—合实D验成N中A，可，以在从指细而导菌蛋内控白合制质成的子生合代物性状
成。
课堂 _核__酸__是一切生物的遗传物质，核酸包
小结
括__.脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核 酸（RNA）
细胞生物的遗传物质是D__N_A__，病毒的 遗传物质是_D_N__A_或__R__N_A。绝大多数生 物都是以DNA作为遗传物质的，因此 __D_N__A_是主要的遗传物质。
DNA主要存在于染色体上，因此 ，染色体是遗传物质的主要载体.
思考：噬菌体侵染细菌实验中,为什么选择35S和 32P分别标记蛋白质和DNA,用14C和18O可以吗? 不可以. 因为在DNA和蛋白质中都含有C和O;而绝大多数 的S存在于蛋白质中;绝大多数的P存在于DNA中
二。噬菌体侵染细菌的实验
3、实验过程： (1)标记细 菌 细菌+含35S的培养基 细菌+含32P的培养基
课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
提出问题：烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白
质，其遗传物质是什么？
作出假设：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
设计实验：思，直路接:烟地草、花单叶独病地毒去的观R察N他A和们蛋各白自质的区作分用开，
从而判断谁才是遗传物质
预测结果：①仅RNA能使烟草产生原样病斑 （现象） ②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑
③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑
得出结论：若若出出现 现①②结结果果则则仅仅蛋RN白A质是是遗遗传传物物质质；；
若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物 质
实验探究
感染 烟草
分
蛋白质
离
感染 烟草
RNA
实验 结果
不出现病斑
实验 结果
出现病斑
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物
分离 分离
重组
感 染
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
）
这个实验结论足以让所有科学 家信服吗？
思维碰撞
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。
有没有比细菌更为简单的实验材料 ？
实验过程：
S型活细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DDNNAA DNA+DNA酶
分别与R型活细菌混合培养
RR
R
R R S 多R
少
“转化因子”是DNA
数
数
RS
，DNA才是遗传物质 DNA纯度越高，转化越有
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？
实验结论：“转化因子”是DNA，DNA