生物《DNA是主要的遗传物质》课件(新人教版-必修2).pdf

新德标人数版锦件系列高中生物必修2第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗 传物质教学目标1.知识目标(1)知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵 染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。(2)分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。2.能力目标(1)分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能 力。(2)用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思 维的能力。3.情感目标学习科学家严谨细致的工作作风和科学态摩以及对真理不懈追求的科 学精神，激发学生辩证唯物主义世界观的嘀立。:教学重点：(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。(2)噬菌体侵 染细菌实验的原理和过程。教学难点：(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。(2)如何理解 DN A是主要的遗居物质DN A是主要的遗传物质的证据0格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 0艾弗里确定转化因子的实验 噬菌体侵染细菌的实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验1实验目的：加究D N A而蛋白质谁是遗传物质?2.实验材料：两种肺炎双球菌R型芦粗糙，无荚膜，无毒荚 膜S型菌光滑，有荚膜，有毒，可致死思考二 为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后 注射到小鼠体内，导致小鼠死亡?因为：R型细菌转化S型细菌s型加热c混合R髭菌、后代与一O OOS型活js型活i细菌发生转化，性状的转化可以遗传。实验结论: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-转化因子在杀死的S型细菌中含有哪些物质?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？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。提出问题:作出假设:DNA蛋白质和其他物质谁是遗传 物质？DNA是遗传物质实验方案:1、从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖 等物质2、然后分别将它们加入已经培养了R型细菌的培 养基中。观察结果结果预测:只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌实施方案验证预测二、艾弗里确定转化因子的实验S型菌的DNAS型菌的蛋白质或荚膜多糖DNA+DNA 酶S型菌的只长R型菌实验结论:DNA是使R型细菌产生稳定遗传变 化的物质，DNA是转化因子。以上转化实验表明：D N A是遗传物质.噬菌体侵染细菌的实验(1)噬菌体的结构模式图1952年赫尔希和沙斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验实验方法:同位素标记法同位素用于追踪物质运行和变化过程 时，叫做示踪元素。用示踪元素标记 的化合物，化学性质不变。人们可以 根据这种化合物的性质，对有关的一 系列化学反应进行追踪。这种科学研 究方法叫做同位素标记法在丁2噬菌体的化学分析中,对蛋白质和DN A的进一步分析表明:硫仅存在于蛋白质分子中,99%的磷都存在于DN A分子中.1.用哪些同位素标记DNA和蛋白质?提示：DNA有，但多数蛋白质没有的 元素是哪种？只有蛋白质有，而DNA 没有的元素又是哪种？用35s标记部分噬菌体的蛋白质，用32P标记部分噬菌体的DNA。怎样用同位素分别标记DNA和蛋白质？1.用分别放有35s和32P的培养基培养细菌2.用噬菌体分别侵染上述细菌3.制备分离只含35s或只含32P的噬菌体用放射性同位素35s标记噬菌体外壳蛋白质上清液（T2噬菌体颗粒）含放射性物质35s沉淀被感染的细菌和新形成的噬菌体未检测到35s说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内用放射性同位素32P标记内部DN ADNA 含 32P 的噬菌体（T2噬菌体颗粒）未检测到32P被感染的细菌和新形成 的噬菌体中检测到32P说明DNA进入到细菌内去了黑蕊染细菌噬菌幽构噬菌体侵染细菌的实验表明:在噬菌体中,亲代和子代之间具有 连续性的物质是DNA,也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此DN A才是真正的 遗传物质。思考与讨论：1.(1)个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。(2)繁殖快。细菌2030 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2最关键的设计思路是：设法把DNA与蛋白质 分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术,以及物质的提取和分离技术等DNA主要的遗传物质目前，已有充分的科学研究资料 证明，绝大多数生物都是以DNA作 为遗传物质的。DNA是唯一的遗传物质吗?RNA（核糖核酸）有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情 况下，RNA就起着遗传物质的作用。总结核酸是一切生物的遗传物质,核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA），绝大多数生物 都是以DNA作为遗传物质的。因此DNA是主要的遗传物质遗传物质的特点：1、分子结构具有相对的稳定性；2、能够自我复制，使前后代保持一定 的连续性；3、能够指导蛋白质的合成，从而控制 新陈代谢过程和性状；4、能够产生可遗传的变异。例：病毒的遗传物质是（D）人的遗传物质是（A）A、DNA B、RNAC、DNA和 RNA D、DNA 或RNA练习:1.注射后能使小白鼠因患败血病而死 亡的是（d）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2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是(B)：A.它的含量很少.IB.它不能自我复制C.它与新陈代谢无关D.它的种类很多小资料:“噬菌体是一种专门寄生在大肠杆 菌体内的病毒,“噬菌体侵染细菌后,就 会在自身遗传物质的作用下，利用细菌 体内的物质来合成自身的组成成分,从 而进行大量的繁殖.遗传物质的主要载体染色体pW蛋白质的 餐生物合成DNA的 结构睢色体 细的履染色体、DNA、基 因的关系DNA的 复制(1).已知DNA的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4,上述 比值在其互补链和整个DNA分子中分别是(B)A.0.4和0.6C.0,4和0.4B.2.5和1.0D.0,6和1.0分析:先绘DNA简图，并标 04Ui0.4.根据碱基互补配对原则推 出另一条链的比值.已知DNA的一条单链中(AT)/(G+C)=0.4,上述 比值在其互补链和整个DNA分子中分别是(C)A.0.4和0.6C.0,4和0.4B.2.5和1.0D.0,6和 1.0分析:先绘DNA简图，并标 04Ui0.4.根据碱基互补配对原则推 出另一条链的比值.0.411.04AGTC-A-0.40.41AGAC-F0.4M.O1.04M.OCG-CG-.一条双链DNA分子中，G和C占全部碱基的44%,其中一条链的碱基中，26%是A,20%是C,那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是（B)A.28%和22%C.26%和20%Y%XZ 20%XZC GB.30%和24%D.24%和30%26%XZ X%X 5个T A Z个I I I TG C A TY%XZ 20%XZ 26%XZ X%XZ基因的表达 生物的性状是由蛋白质体现的匚 基因是决定生物性状的单位J基因通过控制蛋白质 的合成从而决定生物 的性状1.基因有遗传效应的DNA片段基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。基因在染色体(DNA)上呈线性排列。基因中脱氧核甘酸的排列顺序代表遗传信息。(一个DNA分子上有多个基因)遗传物质的J传递：通过复制，把遗传信息传递给下一代。两大功能表达：通过控制蛋白质的合成，表现出一定的性状。XDNA与RNA成分的比较:5u脱氧核昔酸核糖核甘酸ACC5H10O核糖构成核酸的核昔酸有几种?问题：构成DN A的碱基有几种？4种：A、T、C、G构成DN A的核昔酸有几种?4种脱氧核昔酸构成RN A的碱基有几种？4种：A、U、C、G构成RN A的核昔酸有几种?4种核糖核昔酸 构成核酸的碱基有哪几种?5种：A、T、C、G、U8种核昔酸口种脱氧核昔酸14种核糖核甘酸RNA的合成.以DNA的条链（信息链）为模板，按碱基互补配对原则，以U11种核糖核昔酸为原料,合成核糖核酸（单链）的过程。转录的时间：有丝分裂间期，减数第一次分裂间期。转录的场所：主要在细胞核内（其次在线粒体、叶绿体内也可转录）模板：DNA的一条链（信息链）转录的条件：4原料:Ui1种核糖核甘酸酶：DNA解旋酶、RNA聚合酶即能量：ATPDNA iiii iiii I iiii ATGGCGTCA-GCA TAA ATGCGA T A CCGCAGT-CGT ATT TACGCT i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i信息链密码卜录A U G C G A _/_/另一条多肽链mRNA-AUGGCGUCA-GCA U A A遗传密码装弱蛋白质的 警Y合成动画判断：a链为信息链参照课本密码子表，填写下表:DNA 双链 片段a链CGTACCAGTCGTb链GCATGGTCAGCA信使RNAGCAUGGUCAGCA转运RNACGUACCAGUCGU密码子GCAUGGUCAGCA氨基酸丙氨酸色氨酸丝氨酸丙氨酸三种RNA：mRNA：携带基因的遗传信息，是翻译的直接模板mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个密码子。实验证明：遗传密码具有相对的通用性!乂 二个起始密码：AUG、GUG关于密码子三个终止密码：UAA、UAG、UGA大部分氨基酸有多个密码注意：遗传密码在mRNA上！!tRNA（转运RNA）:携带专一的氨基酸，还可识别mRNA 上的密码子，即把相应的氨基酸搬运到相应的位置上。rRNA（核糖体rRNA）：与蛋白质一起构成核糖体翻译：以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体 内把氨基酸按mRNA上密码子的排列顺序逐个连接起来,合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。蛋白质的合成翻译 HTJ，十以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体内把氨基酸按mRNA上密码子的排列顺序逐个连接起来，合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。翻译的时间：细胞生活过程中 翻译的场所：核糖体内（在线粒体、叶绿体内也有它们自己的 核糖体，也能够进行翻译的过程）模板：mRNA 原料：大约20种氨基酸翻译的条件：酶：催化氨基酸缩合反应的酶“翻译官”兼“搬运工tRNAI能量：ATP几种模板：DNA复制的模板：（亲代）DNA的两条链转录的模板：DNA中的一条链（信息链）翻译的模板：mRNADN A分子的多样性 决定 蛋白质而多样性 体现 生物的看样性间接控制:基因对性状的控制:某些基因通过控制酶的合成从而控制新陈代谢,实现对生物性状的控制。如：某些基因异常一不能合成酪氨酸酶一不能生成黑色素一白化病直接控制:某些基因通过控制蛋白质分子的结构，从而实 现对生物性状的控制。如：某些基因异常一血红蛋白分子结构异常一血液疾病间接调节调节因楚3酶或激素结构基因壁3结构蛋白I_应A细胞代谢趣性状 皿，细胞，构嚏水直接调节中心法则及其发展:2(3na翻译A蛋白质（性状）注意：该表达式是综合生物界的所有生物遗传信 息的复制和表达后得出的。若针对某一具体生物,该表达式应该有所改动。例L正常人体内遗传信息的传递和表达应该表示为：*RNA则二蛋白质（性状）例2：TMV（由草花叶病毒）在烟草叶片细胞内遗传信息的传递和 表达应该表示为用&A崩J蛋白质（性状）例某些逆转录病毒在宿主细胞内遗传信息的传递和表达应该表示深Ga T琮感a出J蛋白质（性状）逆转录染色体、DNA、基因三者的关系:1、染色体主要分 布在细胞核中。2、染色体由DNA 和蛋白质构成3、基因是DNA上 的一个片段，这 个片段有特定的 遗传效应。4、一条染色体 的DNA上有许多 的基因。基因在 染色体(DNA)上 呈线性排列。