《核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)》

1、第三章 遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 在19世紀(jì)中期， 孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由 控制的。基因高株豌豆與矮株豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)孟德爾在20世紀(jì)初期，摩爾根通過果蠅伴性遺傳實(shí)驗(yàn)證明了 是基因的載體。染色體白眼果蠅（左）和紅眼果蠅（右）20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要由 組成。DNA和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA染色體一：染色體的化學(xué)組成蛋白質(zhì)含量約為DNA的兩倍，RNA含量很少，還不到DNA量的10%。染色體DNA蛋白質(zhì)RNA組蛋白非組蛋白主要思考：誰(shuí)是遺傳物質(zhì)呢？DNA 蛋白質(zhì)！DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)1. 細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的DNA，都有復(fù)制和遺傳的自主性。2. 同一種生物不

2、同發(fā)育時(shí)期或不同組織細(xì)胞中的DNA含量基本相等，而精子中的DNA含量恰好是體細(xì)胞中的一半。3. 所有能夠誘發(fā)DNA結(jié)構(gòu)變異的因素，均能引起生物的遺傳突變。4. 蛋白質(zhì)的質(zhì)量可變性，不符合作為遺傳物質(zhì)能保持穩(wěn)定的要求。1、T2噬菌體是什么？2、為什么用35S標(biāo)記噬菌體的外殼蛋白質(zhì)？ 為什么用32P標(biāo)記噬菌體的內(nèi)部DNA？3、為什么要用兩種被標(biāo)記的噬菌體分別去侵染細(xì)菌？4、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了什么？二：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)二：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌2、實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記法3、實(shí)驗(yàn)過程：標(biāo)記 侵染 攪拌 離心 檢測(cè)1、T2噬菌體lDNA病毒T2噬菌體只有外殼蛋白質(zhì)和

3、內(nèi)部DNA兩部分組成l營(yíng)專性寄生生活，它的專一宿主為大腸桿菌l不能直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)T2噬菌體的模式圖頭部尾部DNA蛋白質(zhì)二：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌2、實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記法3、實(shí)驗(yàn)過程：標(biāo)記 侵染 攪拌 離心 檢測(cè)2、同位素標(biāo)記法把DNA和蛋白質(zhì)分開用32P標(biāo)記內(nèi)部DNA用14C和18O等同位素可以嗎？不可以！用35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì)2、同位素標(biāo)記法標(biāo)記噬菌體 如何用35S標(biāo)記噬菌體的外殼蛋白質(zhì)？ 如何用32P標(biāo)記噬菌體的內(nèi)部DNA？用T2噬菌體分別侵染被35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌，得到被35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼的T2噬菌體和被32P標(biāo)記內(nèi)部DNA的T2噬菌體。將寄主細(xì)

4、菌分別培養(yǎng)在含有35S和32P的培養(yǎng)基中，得到分別被35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌。二：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌2、實(shí)驗(yàn)技術(shù)：同位素標(biāo)記法3、實(shí)驗(yàn)過程：標(biāo)記 侵染 攪拌 離心 檢測(cè)噬菌體侵染細(xì)菌的過程離心侵染攪拌標(biāo)記大腸桿菌未破裂前控制保溫時(shí)間充分剝離吸附在菌體的T2未標(biāo)記的細(xì)菌攪拌離心T2噬菌體被感染的細(xì)菌35S 侵染較輕較輕較重較重噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程1、被35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合2、被32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高攪拌器噬菌體侵染細(xì)菌噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)僅時(shí)僅DNA進(jìn)入細(xì)進(jìn)

5、入細(xì)菌細(xì)胞而蛋白外菌細(xì)胞而蛋白外殼沒有進(jìn)入殼沒有進(jìn)入為什么沉淀物中有少量放射性？用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程1、被35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合2、被32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高攪拌器噬菌體侵染細(xì)菌噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)僅時(shí)僅DNA進(jìn)入細(xì)進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞而蛋白外菌細(xì)胞而蛋白外殼沒有進(jìn)入殼沒有進(jìn)入為什么上清液有少量放射性？用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量

6、放射性的原因：保溫時(shí)間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。保溫時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液的放射性含量升高。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程1、被35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合2、被32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高攪拌器噬菌體侵染細(xì)菌噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)僅時(shí)僅DNA進(jìn)入細(xì)進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞而蛋白外菌細(xì)胞而蛋白外殼沒有進(jìn)入殼沒有進(jìn)入噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)小結(jié)親代噬菌體寄主細(xì)菌內(nèi)子代噬菌體是否保持連續(xù)性35S標(biāo)記蛋白質(zhì)( )35S標(biāo)記蛋白質(zhì)( )35S標(biāo)記蛋

7、白質(zhì)32P標(biāo)記DNA( )32P標(biāo)記DNA( )32P標(biāo)記DNADNA在噬菌體繁殖過程中具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。能不能確定蛋白質(zhì)是不是遺傳物質(zhì)呢？不能確定！填一填（填有或無(wú)）有有無(wú)無(wú)1、實(shí)驗(yàn)材料肺炎雙球菌是什么？有幾種？特點(diǎn)分別是什么？2、活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程？能得出怎么樣的結(jié)論？3、離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程？能得出怎么樣的結(jié)論？4、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了什么？三：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)三：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：S型肺炎雙球菌R型肺炎雙球菌多糖類的膠狀莢膜菌落表面粗糙無(wú)莢膜、無(wú)毒性菌落表面光滑有莢膜、有毒性三：肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)過程（1）將R型的活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)

8、，小鼠不死亡。（2）將S型的活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，很多小鼠患敗血癥死亡。結(jié)論一：S型的活細(xì)菌對(duì)小鼠有毒，而R型的活細(xì)菌無(wú)毒。（3）將加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡。（4）將R型的活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合，注射到小鼠體內(nèi)結(jié)論二：加熱殺死的S型細(xì)菌對(duì)小鼠無(wú)毒害作用。小鼠體內(nèi)的R型活細(xì)菌在加熱殺死的S型細(xì)菌的作用下可以轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。三：肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)過程，很多小鼠患敗血癥死亡，并檢測(cè)出有S型活細(xì)菌。三：肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及推測(cè) 在加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然存在某種活性物質(zhì)“轉(zhuǎn)化因子”，促使小鼠體內(nèi)的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性

9、的S型活細(xì)菌。四：肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里實(shí)驗(yàn) 多糖 脂質(zhì) 蛋白質(zhì) RNA DNA DNADNA酶分別與 R 型活細(xì)菌混合培養(yǎng)R R R R R S型活細(xì)菌R SR S1、實(shí)驗(yàn)思路一種細(xì)菌的DNA摻入到另一種細(xì)菌中，能夠引起穩(wěn)定的遺傳變異。DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率越高。四：肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)結(jié)論蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)，DNA賦予了生物的遺傳特性DNA就是“轉(zhuǎn)化因子”。DNA”耐高溫”，降溫能夠復(fù)性。【典型例題】例1、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)不能說明的是 （ ）A. DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異B. DNA能自我復(fù)制C. DNA是遺傳物質(zhì)D. DNA能控制蛋白質(zhì)合成分

10、析：親代噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌后，產(chǎn)生的子代噬菌體具有親代的性狀，可以說明DNA是遺傳物質(zhì)，DNA能夠自我 復(fù)制，蛋白質(zhì)外殼是在DNA的指導(dǎo)下合成的。答案：AA【典型例題】例2、用同位素32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，然后進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，侵染后在子代噬菌體中可以找到（ ）A. 32P B. 35S C. 32P和35S D. 都沒有例3、如果用15N、32P、35S標(biāo)記的噬菌體讓其感染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)成分中，能找到放射性元素為（ ）A.可在外殼中找到15N和35SB.可在DNA中找到15N和32PC.可在外殼中找到15ND.可在DNA中找到15N、32

11、P、35SA B 【典型例題】例4、肺炎雙球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是 （ ）A. 培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型活細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌B. 培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型活細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌C. 培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型活細(xì)菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌D. 培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型活細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌分析：因?yàn)镈NA是遺傳物質(zhì)，可以把“R”型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成“S”型活細(xì)菌。多糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA的完全水解產(chǎn)物都不能把“R”型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成“S”型活細(xì)菌。答案：AA1、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)標(biāo)記細(xì)菌標(biāo)記噬菌體標(biāo)記噬菌

12、體侵染未標(biāo)記細(xì)菌35S的培養(yǎng)基+細(xì)菌 35S標(biāo)記的細(xì)菌32P的培養(yǎng)基+細(xì)菌 32P標(biāo)記的細(xì)菌噬菌體+ 35S標(biāo)記的細(xì)菌 35S標(biāo)記的噬菌體噬菌體+ 32P標(biāo)記的細(xì)菌 32P標(biāo)記的噬菌體35S噬菌體+細(xì)菌32P噬菌體+細(xì)菌測(cè)試放射性上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高結(jié)果分析細(xì)菌體內(nèi)無(wú)35S體外有35S細(xì)菌體內(nèi)無(wú)35S體外有35SDNA在噬菌體繁殖過程中具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。（1）實(shí)驗(yàn)過程R型細(xì)菌（無(wú)莢膜，無(wú)毒）+小鼠小鼠不死亡S型細(xì)菌（有莢膜，有毒）+小鼠小鼠死亡加熱殺死的S型細(xì)菌+小鼠小鼠R型細(xì)菌+加熱殺死的S型細(xì)菌小鼠 ，從死亡的小鼠體內(nèi)能發(fā)現(xiàn)2、活體

13、細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （1928年格里菲斯）不死亡死亡R型細(xì)菌和S型細(xì)菌（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”。3、離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （1944年艾弗里）（1）實(shí)驗(yàn)過程抽提S型活菌中的蛋白質(zhì)、多糖、DNA、脂質(zhì)等，分別加入到培養(yǎng)R型菌的培養(yǎng)基中，只有加入 DNA 時(shí)，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。用DNA酶處理DNA樣品，DNA被降解后就不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論使R型活菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是S型細(xì)菌的 。DNADNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。HIV病毒SARS病毒煙草花葉病毒思考所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？流感病毒RNA病毒五：煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料病毒的電子顯微照片蛋白質(zhì)亞單位病毒的結(jié)構(gòu)模型圖分別提取2、煙草花葉病毒感染實(shí)驗(yàn)蛋白質(zhì)（占94%）RNA（占6%）感染感染正常葉正常葉正常葉花葉病+RNA 酶RNA水解產(chǎn)物感染正常葉正常葉TMV結(jié)果：TMV的RNA具有感染效力，蛋白質(zhì)不具備。3、煙草花葉病毒的重建實(shí)驗(yàn)A型TMV的RNA + B型TMV的蛋白質(zhì) 重裝后感染 煙草所繁殖后代病毒的類型都是A型。B型TMV的RNA + A型TMV的蛋白質(zhì) 重裝后感染 煙草所繁殖后代病毒的類型都是B型。結(jié)論：煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質(zhì)是RNA思考思考: :DNA或RNADNADNA2、煙草