核酸是遗传物质高一生物优质精讲课件(浙科版2019必修2)

DNA是遗传物质
20世纪50年代之前，“遗传物质可能是核酸”的观点通常被认为是不正确的。此 前人们普遍认为DNA是相当小的分子，相对分子质量约为1500，四种碱基在DNA分 子中等量地存在，并简单重复。人们考虑到生物体结构与功能的巧妙适应性，以及发 育过程和途径的极端复杂性，DNA这样简单的小分子不可能发挥出如此重要的控制 作用。相比较而言，含有20种氨基酸的蛋白质大分子倒是能够提供无限数量的排列组 合。
实验结论：转化因子很可能是DNA。 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
因为当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。所以，艾弗里通过酶解法， 将物质一个个的排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子，这就是实 验设计的“减法原理”。
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
加热致死的S型细菌提取物
DNA是遗传物质的直接证据
在众多的肺炎链球菌菌株中，光滑型（S）菌株滑的菌落。S型细菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜
，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏。另外一些菌株的外面没有荚膜，不会引
起病症，长成粗糙型（R）菌落。
项目 菌落
S型细菌
R型细菌
（蛋白质、脂类、RNA、DNA）
不 处 理 R菌
+S菌
蛋
白 酶
酯 酶
RNA 酶
除去蛋白质 除去脂类 除去
RNA
DNA酶 除去DNA
DNA是遗传物质的直接证据
进一步研究表明，用 DNA 酶处理 DNA 样 品，DNA 被降解后就不能使 R 型菌发生转化 ，而其他的酶 （如蛋白酶等） 对于 DNA 的转 化能力则没有影响。可见，一种细菌的 DNA 掺入另一种细菌中，能够引起稳定的遗传变异 。后来的研究不断证实，DNA不仅可以引起细 菌的转化，而且纯度越高，转化效率就越高。
加热杀死的S型菌含有促成转
化的活性物质—“转化因子” R型活菌 转 S型活菌
化
把加热杀死的S型菌和活的无毒R型菌混合后一起注射到小鼠体内，发现很多小
鼠患败血症致死。令人惊奇的是，从患病致死的小鼠血液中竟然分离出活的S型
菌。然而，无论是活的R型菌还是死的S型菌，分别注射到小鼠体内都不能使小
鼠患败血症。由此推测，在加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些R型
那么，DNA是遗传物质的证据又是如何逐步得到的呢
蛋白质
不同 观点
DNA
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白 质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是 遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
讨论：你认为遗传物质应该具有什么特点？
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。
第三章 遗传的分子基础 第一节 核酸是遗传物质
斑马身上有醒目的条纹，成群的斑马会混淆敌害的视线；雄孔雀身披华丽的羽毛，“孔雀开屏”以吸引异 性；昙花美丽清香，“昙花一现”以避开日晒和寒冷——人们很早就发现，这些家族成员的共同特征 （性状） 能够一代一代地传递下去。孟德尔根据豌豆杂交实验，提出了遗传因子的概念，成功地解释了遗传现象，并 首先揭示了两条遗传定律。那么控制生物性状世代传递的基因 （遗传因子） 到底是什么物质？DNA和蛋白质 在生物性状遗传的过程中各自发挥了什么作用？它们又是如何发挥作用的呢？我们在这一章将进一步探索遗 传的分子基础，了解基因的本质及其发挥作用的原理。
人们在了解了染色体是遗传物质的载体这一事实后，希望能进一步弄清染色体的化学 本质以及发挥作用的过程。从化学成分上讲，染色体由DNA （脱氧核糖核酸）、蛋白质和 少量 RNA （核糖核酸） 组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。研究表明，虽然 DNA 和组蛋白都是染色体的主要成分，而且含量大致相等，在染色体行使功能过程中起着 重要作用，但DNA更加具备作为遗传物质的主要特性。有什么证据可以证明DNA是遗传物 质呢？
菌转化为S型菌。换句话说，S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型
菌稳定的遗传变异。这就是病死小鼠中有活的S型菌的根本原因。
艾弗里
加热致死 的S型细
菌
多糖
？ 脂类
蛋白质 DNA
“转化因子”
RNA
体 外
关键思路：
转
把S型细菌的各种物质分开，单独的、
化 直接的观察它们的作用。
美国细菌学家艾弗里等人又进行了离体细菌转化实验，他们从活的 S型菌中抽提 DNA、蛋白质和荚膜物质，用离心的方法将它们分别分离，再分别与活的 R 型菌 混合，放入培养液中进行悬浮培养。原来以为 S 型与 R 型的区别就在于荚膜的不同 ，可能是荚膜物质引起了转化；后来又以为只有蛋白质具有特异性，可能蛋白质是 转化因子。可是实验都没有出现预期效果。实验结果表明，只有其中的 DNA 组分 能够把 R 型菌转化为 S 型菌。
表面光滑 （Smooth） 表面粗糙 （rough）
有无荚膜
多糖
类的
荚膜
有无毒性
有
无
肺炎链球菌肺炎胸片
荚膜是某些细菌的细 胞壁外面包围的一层胶状 物质。无荚膜的肺炎链球 菌感染人体或动物体后， 容易被吞噬细胞吞噬并杀 灭。有荚膜的肺炎链球菌 可抵抗吞噬细胞的吞噬， 有利于细菌在宿主体内生 活并繁殖。
➢ 学习目标 1. 概述生物遗传的物质基础以及DNA作为遗传物质的证据。 2. 说明DNA分子结构及其特点，阐明DNA分子复制过程、特点和意义。 3. 概述遗传信息的传递和表达过程，阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用。 4. 说明中心法则及其发展。 5. 举例说明表观遗传现象。
➢ 本章学习应聚焦的关键能力 1. 通过噬菌体侵染细菌的实验分析，尝试寻找证据解释现象，学会运用证据解释现象 的科学思维方法。 2. 认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构 模型，学会构建物理模型的方法。 3. 通过探究DNA的复制过程，尝试运用证据解释现象，学会运用证据解释原理的科学 思维方法。
格里菲斯 艾弗里
1928年格里菲斯: 肺炎链球菌的体内转化实验
基础
1944年艾弗里: 肺炎链球菌的体外转化实验
DNA是遗传物质的直接证据
1928 年，英国细菌学家格里菲思首先进行了活体肺炎链球菌转化实验
说明R型细菌无毒
说明S型细菌有毒 说明加热致死的S型细菌无毒
DNA是遗传物质的直接证据
加热杀死S型菌