DNA是主要的遺傳物質(zhì)上課用

會(huì)計(jì)學(xué)1DNA是主要的遺傳物質(zhì)上課用孟德爾通過

豌豆實(shí)驗(yàn)證

明了生物的

性狀是由

控制。染色體摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明：基因位于

上。蛋白質(zhì)和DNA科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分：

。遺傳因子誰是遺傳物質(zhì)？第1頁/共37頁問題探討20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。1、遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制，傳遞給下一代等。2、證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？同位素標(biāo)記法、分離提純法等。第2頁/共37頁一、對遺傳物質(zhì)的早期推測

蛋白質(zhì)(氨基酸)多種多樣：遺傳物質(zhì)

20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì)

染色體DNA（結(jié)構(gòu)不清楚）：？

第3頁/共37頁DNA基本單位－脫氧核苷酸脫氧核糖堿基磷酸AGCT20世紀(jì)30年代：第4頁/共37頁脫氧核苷酸的種類AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸20世紀(jì)30年代：DNA有重要作用第5頁/共37頁多糖類莢膜R型菌：菌落粗糙(Rough)、無毒性(一)肺炎雙球菌一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒性,小鼠：敗血病第6頁/共37頁（1）.將R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡。（2）.將S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。2、實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象（3）.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡（4）.將R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡分離得到S型活細(xì)菌分離得到有毒S型死細(xì)菌第7頁/共37頁R無毒R型活細(xì)菌

+有毒S型死細(xì)菌小鼠死亡+SR型活細(xì)菌S型死細(xì)菌小鼠死亡SS型活細(xì)菌

加熱殺死的S型菌中有“轉(zhuǎn)化因子”！問題：第四組實(shí)驗(yàn)小鼠死亡的原因是？

對比三、四組實(shí)驗(yàn)，能得出什么結(jié)論？第8頁/共37頁格里菲斯結(jié)論:

加熱殺死的S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。沒有提到DNA是轉(zhuǎn)化因子問題：格里菲斯實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？

能否證明DNA是遺傳物質(zhì)？不能促進(jìn)上述轉(zhuǎn)化的“轉(zhuǎn)化因子”是什么？第9頁/共37頁尋覓“轉(zhuǎn)化因子”？你有什么樣的設(shè)計(jì)思路，關(guān)鍵是什么？S型細(xì)菌的化學(xué)組分圖多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)……DNARNA多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)DNARNA……關(guān)鍵思路：將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用。一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)—體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)第10頁/共37頁分離提純S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)多糖脂質(zhì)RNADNA

分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)RRSRSRRR2﹑艾弗里等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程通過該實(shí)驗(yàn)，證明了什么？DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是DNA+DNA酶R第11頁/共37頁

DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA是轉(zhuǎn)化因子。

以上轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：

DNA是遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：第12頁/共37頁格里菲思推論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子艾弗里提出的結(jié)論：DNA才是遺傳因子，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)結(jié)論：回顧思考：第13頁/共37頁1．將有莢膜的S型肺炎雙球菌注入到小白鼠體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致小白鼠因________________而死亡，而無莢膜的R型細(xì)菌注入到小白鼠體內(nèi)________________，但如果將R型細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則________________，此實(shí)驗(yàn)說明S型細(xì)菌體內(nèi)存在著能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的________________，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明這種物質(zhì)是________________?；紨⊙Y小鼠正常小鼠死亡轉(zhuǎn)化因子DNA思考題第14頁/共37頁2、【典型例題1】格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了（）①DNA是遺傳物質(zhì)

②RNA是遺傳物質(zhì)③DNA是主要的遺傳物質(zhì)④蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

⑤糖類不是遺傳物質(zhì)

A．①④⑤B.②④⑤C.②③⑤D.③④⑤A第15頁/共37頁疑問：由于艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人表示懷疑。那么要怎樣設(shè)計(jì)才能讓人無可挑剔呢？

設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，然后單獨(dú)、直接觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路第16頁/共37頁噬菌體二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（赫爾希、蔡斯）蛋白質(zhì)

：

DNA

：成分：生活方式：寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒脫氧核苷酸C、H、O、N、P

氨基酸C、H、O、N、S35S標(biāo)記蛋白質(zhì)32P標(biāo)記DNA第17頁/共37頁噬菌體侵染細(xì)菌的動(dòng)態(tài)過程：侵染別的細(xì)菌合成組裝釋放吸附注入合成組裝釋放吸附注入視頻第18頁/共37頁大腸桿菌提供四種脫氧核苷酸。大腸桿菌提供氨基酸1、誰提供模板DNA？噬菌體2、誰合成DNA和蛋白質(zhì)的原料？在噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，思考：3、誰提供場所？大腸桿菌第19頁/共37頁(一)、標(biāo)記噬菌體方法：同位素示蹤(標(biāo)記)法返回標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含35s的培養(yǎng)基

含

35s的大腸桿菌大腸桿菌+含32p的培養(yǎng)基

含32p的大腸桿菌標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體+含35s的大腸桿菌

含35sT2的噬菌體T2噬菌體+含32p的大腸桿菌

含32pT2的噬菌體第20頁/共37頁三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1952返回第21頁/共37頁離心離心1、為什么選擇35S和32P作標(biāo)記而不選用其他的同位素?2、第一（二）組實(shí)驗(yàn)中為什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？因?yàn)榱騼H存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中，而磷則主要存在于DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因?yàn)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。在第一組實(shí)驗(yàn)中，35S標(biāo)記的T2噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)后，攪拌不充分，使吸附在大腸桿菌外被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有與大腸桿菌完全分離開，離心后進(jìn)入沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)放射性。在第二組實(shí)驗(yàn)中，32P標(biāo)記的噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)的時(shí)間過長，噬菌體在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液；混合培養(yǎng)的時(shí)間過短，有一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。第22頁/共37頁標(biāo)記細(xì)菌標(biāo)記噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌（短時(shí)間保溫）攪拌離心觀察放射性的分布“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。內(nèi)部無DNA的噬菌體外殼二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程第23頁/共37頁

噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),___進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而______仍留在外面。因此,子代噬菌體的各種性狀是通過親代的___遺傳給后代的,因此___才是真正的遺傳物質(zhì)。赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)表明:DNADNADNA蛋白質(zhì)外殼第24頁/共37頁第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：第一組實(shí)驗(yàn)親代噬菌體32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)大腸桿菌內(nèi)有32P標(biāo)記DNA無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)子代噬菌體DNA有32P標(biāo)記外殼蛋白質(zhì)無35S實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA分子是遺傳物質(zhì)第25頁/共37頁結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，ＤＮＡ進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的ＤＮＡ傳遞的。ＤＮＡ才是真正的遺傳物質(zhì)。第26頁/共37頁思考與討論1.細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有的優(yōu)點(diǎn)是：（1）個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快。細(xì)菌20～30min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。2.最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等?？茖W(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。第27頁/共37頁煙草花葉病毒RNA

蛋白質(zhì)侵染煙草侵染煙草得花葉病不得花葉病結(jié)論：RNA煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)三：DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？第28頁/共37頁RNA

蛋白質(zhì)感染不感染煙草花葉病毒煙葉煙葉得花葉病不得花葉病RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)結(jié)論：煙草花葉病毒的RNA控制其性狀，RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。第29頁/共37頁具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物的遺傳物質(zhì)原核生物的遺傳物質(zhì)DNA

多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)第30頁/共37頁植物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、葉綠體、線粒體動(dòng)物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、線粒體所以說，染色體是DNA的主要載體。DNA的分布原核細(xì)胞和病毒沒有染色體。第31頁/共37頁例：病毒的遺傳物質(zhì)是（）人的遺傳物質(zhì)是（）A、DNAB、RNAC、DNA和RNAD、DNA或RNADA第32頁/共37頁習(xí)題1．一切生物的遺傳物質(zhì)是：()A．DNAB．RNAC．核酸D．蛋白質(zhì)2．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）

A．R型肺炎雙球菌

B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌

C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌

D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細(xì)菌混合CD第33頁/共37頁3．格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了（）①DNA是遺傳物質(zhì)②RNA是遺傳物質(zhì)③DNA是主要的遺傳物質(zhì)④蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)⑤糖類不是遺傳物質(zhì)⑥D(zhuǎn)NA能產(chǎn)生可遺傳的變異A．①④⑤⑥B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥D(zhuǎn)．③④⑤⑥A第34頁/共37頁4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了（）A．DNA是主要的遺傳物質(zhì)B．DNA和蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)C．DNA是遺傳物質(zhì)D．RNA是遺傳物質(zhì)C第