高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质示范课ppt课件

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提出“遗传因子”，并总结遗传规律
把“遗传因子”命名为基因
提出基因在染色体上的假说
实验证明基因位于染色体上
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。
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
①能贮存大量的遗传信息。
②可以复制，并能传递给后代。
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
同位素标记法、分离提纯法等。
二、对遗传物质的早期推断
蛋白质是生命体的遗传物质？
DNA是生命体的遗传物质？
结构不同种类不用排列顺序不同
20世纪20年代，人们认识到人体内的蛋白质是由20种氨基酸通过脱水缩合而来，而且氨基酸多种多样的排列顺序中可能蕴藏着遗传信息。
20世纪30年代，科学家已经发现DNA由4种脱氧核糖核苷酸连接而成。但没有引起足够的重视。“蛋白质是遗传物质”的看法依然占主导地位。
向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁呢？
三、肺炎双球菌的转化实验
人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
败血症是指各种致病菌侵入血液循环，并在血中生长繁殖，产生毒素而发生的急性全身性感染。败血症伴有多发性脓肿而病程较长者称为脓毒血症。致病菌通常指细菌，也可为真菌、分枝杆菌等。临床表现一般为急性起病、寒战、高热、呼吸急促、心动过速，以及皮疹、关节肿痛、肝脾肿大和精神、神志改变等。严重者可出现急性器官功能障碍，称之为重型败血症。病情进一步加重后可发展为感染性休克、弥散性血管内凝血（DIC）和多器官功能衰竭。
肺炎链球菌体内转化实验—格里菲思
小鼠死亡，分离出S型活细菌
注射加热致死的S型细菌
R型活细菌+加热致死S型细菌
对此实验，不同的科学家分别做出三种质疑： ①R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”。 ②Ｓ品系死菌刺激小鼠体内产生免疫物质，后者刺激Ｒ品系突变成 了Ｓ品系。 ③S型菌的遗传物质进入R型菌，合成了S型菌的荚膜。
1931年，道森和西亚成功地在体外进行了转化实验:只在培养皿中使R型菌转化成S型菌，不需要以小鼠为媒介。
1.观察实验，提出问题：肺炎链球菌 体内 转化实验的分析
（2）肺炎链球菌 体内 转化实验过程
——这否认了因小鼠体内免疫物质诱导的解释。
1933年，阿洛维将R型菌和S型菌的无细胞提取液（所有完整细胞、细胞碎片、荚膜分子都通过离心和过滤从提取物中去掉）混合，培养皿上仍长出了S型菌。
——这否认了R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”。
结论是S型菌细胞提取物中含有转化因子，而它的化学本质还是未知的。
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息
当时没有发现其他生物大分子有类似的结构特点
蛋白质可以直接“控制”生物的性状和代谢。
（3）提出问题：转化因子是什么？
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
对DNA结构没有清晰认识
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位
蛋白质不能作为遗传物质的证据：
①蛋白质不能进行自我复制
②蛋白质在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定
③蛋白质不能遗传给后代
肺炎双球菌的体外转化实验：
（20世纪40年代，艾弗里）
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（转化因子）。
设法逐步去除S型细菌的各组分后分别与R型活细菌混合培养，观察是否具有转化活性。
2.根据事实，提出假说：肺炎链球菌 体外 转化实验的分析
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
②被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
①艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
DNA酶可水解除去细胞提取物中的DNA，该组实验结果可推测DNA就是转化因子
X基因吸附在R型菌表面
③蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
④该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？
遵循单一变量原则和对照原则。其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。如：在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。
科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。如：与常态比较，人为增加某种影响因素。
实验表明，细胞提取物中含有前文所述的转化因子，而转化因子很可能就是DNA。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论∶DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
R型细菌转化为S型细菌的本质是什么？
四、噬菌体侵染细菌的实验
3. 病毒侵染细菌的过程：
T2噬菌体只提供遗传物质(DNA)作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。
T2噬菌体侵染细菌的实验：
1. 实验方法：放射性同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA）
标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
检测子代噬菌体的放射性
（1952年，赫尔希与蔡斯）
噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯
五、烟草花叶病毒的转化实验
RNA是遗传物质的实验证据
烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒重建实验示意图
在自然界，所有的动物、植物以及细菌、蓝细菌等具细胞结构的生物均含有DNA，其遗传物质都是DNA。病毒没有细胞结构，通常由核酸与蛋白质外壳构成。依据病毒体内核酸的种类，可将病毒分为DNA病毒和RNA病毒。大多数病毒是DNA病毒，如T2噬菌体；少数病毒不含有DNA，而含有RNA，如烟草花叶病毒、流感病毒和艾滋病病毒（HIV)。
结论：DNA是主要的遗传物质，极少数病毒的遗传物是RNA。
细胞生物含有DNA和RNA
病毒含有DNA或RNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
DNA是主要遗传物质的证据
RNA是遗传物质的证据
肺炎链球菌的转化实验（格里菲思）
肺炎链球菌的转化实验（艾弗里）
噬菌体侵染细菌的实验（ 赫尔希、蔡斯）
烟草花叶病毒侵染烟草的实验
DNA是主要的遗传物质的