第四講是主要的遺傳物質(zhì)演示文稿

第四講是主要的遺傳物質(zhì)演示文稿第一頁，共三十四頁。（優(yōu)選）第四講是主要的遺傳物質(zhì)第二頁，共三十四頁。①在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己；②能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成從而控制生物的性狀和新陳代謝；③具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力；④結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。作為遺傳物質(zhì)的條件：第三頁，共三十四頁。遺傳物質(zhì)確定的過程實驗者、材料、原理、過程、操作方法、現(xiàn)象、結(jié)論共有三個經(jīng)典的實驗：一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（①格里菲斯體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

②艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗）二、赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗三、煙草花葉病毒侵染煙草的實驗。每個實驗必須把握以下內(nèi)容：第四頁，共三十四頁?！緦嶒炓弧?/p>

①肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體內(nèi)）實驗實驗者：格里菲斯證明發(fā)現(xiàn)：加熱殺死的S型菌含有促成轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)

——“轉(zhuǎn)化因子”第五頁，共三十四頁。R型菌S型菌肺炎雙球菌？細(xì)菌選材活體生物、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖速度快由S菌遺傳物質(zhì)(DNA)控制產(chǎn)生的“多糖莢膜”決定了S型肺炎雙球菌有毒。人患肺炎或小鼠患敗血癥光滑菌體有多糖類的莢膜不患病粗糙菌體沒有多糖類的莢膜對宿主影響菌落個體S型R型特征■肺炎雙球菌的類型和對應(yīng)特征第六頁，共三十四頁。1.將無毒性的R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。2.將有毒性S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡?！緦嶒炓?、①肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體內(nèi)）實驗】3.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。4.將無毒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)，小鼠患敗血癥死亡。實驗步驟：第七頁，共三十四頁。肺炎雙球菌內(nèi)有DNA、蛋白質(zhì)、多糖等化學(xué)成分，到底哪種成分是轉(zhuǎn)化因子呢？新問題注入小鼠體內(nèi)R型活菌+加熱殺死S型菌可以遺傳的S型活菌+R型活菌結(jié)論2：加熱殺死的S型菌含有促成R菌“轉(zhuǎn)化”的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”（格里菲斯）▲轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是----基因重組

▲“轉(zhuǎn)化因子”實際上就是S菌體內(nèi)控制莢膜產(chǎn)生的基因！S菌被加熱殺死，是因為S菌的蛋白質(zhì)變性失活；但其中DNA加熱過程中雙螺旋解開，氫鍵被打開；溫度降低后，其結(jié)構(gòu)恢復(fù)。熱穩(wěn)定性DNA>蛋白質(zhì)

第八頁，共三十四頁。想一想：如何設(shè)計實驗判斷：DNA、蛋白質(zhì)、多糖哪個是遺傳物質(zhì)？必須堅持的實驗設(shè)計原則也是該實驗的成功的關(guān)鍵：單因子變量原則：將S型細(xì)菌中的多糖、蛋白質(zhì)、脂類和DNA等分離提取出來，分別與R型活細(xì)菌進行混合培養(yǎng)，單獨直接觀察它們的作用。實驗者：艾弗里在格里菲斯實驗基礎(chǔ)上完成【實驗一】②肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體外）實驗第九頁，共三十四頁。艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗：結(jié)論3：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；轉(zhuǎn)化因子是DNA。蛋白質(zhì)多糖DNA水解產(chǎn)物等不是遺傳物質(zhì)。

分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)RRRSDNA蛋白質(zhì)多糖S型活菌RDNA+DNA酶SR第十頁，共三十四頁。(3)實驗結(jié)果是

(4)實驗結(jié)論是

只有DNA與R型活細(xì)菌進行混合，才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌(1)該實驗的設(shè)計思路是(2)實驗中的實驗組以及對照組是單因子變量原則：將S型細(xì)菌中的多糖、蛋白質(zhì)、脂類和DNA等分離提取出來，分別與R型細(xì)菌進行混合，單獨直接觀察它們的作用。實驗組：DNA與R活菌單獨培養(yǎng)。其它都是對照組。用DNA酶破壞了DNA的結(jié)構(gòu)，然后去實驗，看它是否能完成轉(zhuǎn)化作用也是對照。轉(zhuǎn)化因子是DNA；DNA是遺傳物質(zhì)；蛋白質(zhì)多糖DNA水解產(chǎn)物等不是遺傳物質(zhì)?！鬓D(zhuǎn)化：是指一種生物由于接受了另一種生物的遺傳物質(zhì)（DNA或RNA）而表現(xiàn)出后者的遺傳性狀或發(fā)生遺傳性狀改變的現(xiàn)象?？偨Y(jié)“艾弗里”的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗：第十一頁，共三十四頁。例1：在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，將R型活細(xì)菌與加熱后殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，則此過程中小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)菌含量變化情況最可能是下圖哪個選項(

)考慮一下，R菌先下降的原因，后升高的原因。第十二頁，共三十四頁。例2、（11年廣東卷）艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結(jié)果如下表。從表可知：實驗組號接種菌型加入S型菌物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況①R蛋白質(zhì)R型②R莢膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA（經(jīng)DNA酶處理）R型A.①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.①~④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)第十三頁，共三十四頁。(2013·石家莊質(zhì)檢)用32P標(biāo)記S型肺炎雙球菌的DNA，35S標(biāo)記其蛋白質(zhì)，將其加熱殺死后與未標(biāo)記的R活細(xì)菌混合并注入小鼠體內(nèi)。一段時間后，從死亡的小鼠體內(nèi)提取得到活的S型和R型細(xì)菌。下列有關(guān)元素分布的分析，最可能的情況是

A．部分S細(xì)菌含有32P，不含35SB．部分R型細(xì)菌含有32P和35SC．所有S型細(xì)菌都含有32P，不含35SD．所有R型細(xì)菌都含有35S，不含32P第十四頁，共三十四頁。新問題DNA純度不夠，是否是0.02%的蛋白質(zhì)在起作用呢，如何獲取單獨的DNA或者蛋白質(zhì)進行實驗？赫爾希蔡斯試驗方法：同位素示蹤法【實驗二、T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗】第十五頁，共三十四頁。噬菌體的模式圖實驗材料：在T2噬菌體的化學(xué)組分中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。對蛋白質(zhì)和DNA的進一步分析表明：S僅存在于蛋白質(zhì)分子中，99%的P都存在于DNA分子中。同位素示蹤法病毒必須寄生于活細(xì)胞才能生存！第十六頁，共三十四頁。噬菌體侵染細(xì)菌的示意圖噬菌體只有DNA進入細(xì)菌，卻能釋放出子代噬菌體。所以噬菌體的DNA復(fù)制以及蛋白質(zhì)外殼的合成都是在細(xì)菌體內(nèi)利用細(xì)菌的場所和原料合成進而組裝的。本實驗最能說明DNA是遺傳物質(zhì)的2個步驟是：2和5第十七頁，共三十四頁。噬菌體的蛋白質(zhì)噬菌體的DNA子代中成分的來源由誰來指導(dǎo)合成所用材料新合成的部位及方式在子代噬菌體中是否保留是否進入宿主細(xì)胞元素組成成分噬菌體在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制自己的DNA，模板是自己的，酶和原材料都是宿主細(xì)菌的，噬菌體在細(xì)胞內(nèi)合成自己的蛋白質(zhì)外殼，模板是自己的，酶和原材料還是宿主細(xì)菌的。宿主細(xì)胞中成分噬菌體的DNA轉(zhuǎn)錄的mRNA宿主細(xì)胞內(nèi)的CHONS宿主細(xì)胞的核糖體上進行翻譯不保留不進CHONS親代噬菌體的DNA和宿主細(xì)胞中成分噬菌體的DNA宿主細(xì)胞內(nèi)的CHONP宿主細(xì)胞內(nèi)進行DNA的復(fù)制保留進CHONP第十八頁，共三十四頁。首先用含放射性同位素（如32P）的培養(yǎng)基培養(yǎng)

，然后再用上述細(xì)菌培養(yǎng)

，就可得到含放射性元素（如DNA分子中含32P）的T2噬菌體。

思考1:制備含放射性同位素T2噬菌體的方法：細(xì)菌噬菌體首先用含放射性同位素（如35S）的培養(yǎng)基培養(yǎng)

，然后再用上述細(xì)菌培養(yǎng)

，就可得到含放射性元素（如蛋白質(zhì)外殼中含35S）的T2噬菌體。

細(xì)菌噬菌體如何制備32P標(biāo)記的噬菌體？如何制備35S標(biāo)記的噬菌體?第十九頁，共三十四頁。思考：35S和32P分別標(biāo)記了噬菌體什么物質(zhì)？為什么？用15N、14C、3H、18O是否可以？為什么？分別標(biāo)記！思考2：32P標(biāo)記噬菌體DNA,標(biāo)記位置：35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)，標(biāo)記位置：能否用32P和35S標(biāo)記同一個噬菌體來進行實驗？氨基酸R基脫氧核苷酸磷酸根CHOHR1NH2CO第二十頁，共三十四頁。設(shè)計思路S是蛋白質(zhì)特征元素，P是DNA特征元素，用不同的放射性同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨地去觀察它們的作用【實驗二、T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗流程】32S標(biāo)記的蛋白質(zhì)未進入細(xì)菌；32P標(biāo)記的DNA進入細(xì)菌！DNA是遺傳物質(zhì)！第二十一頁，共三十四頁。用35S標(biāo)記噬菌體后侵染細(xì)菌35S標(biāo)記噬菌體+細(xì)菌攪拌離心上清液：噬菌體外殼，放射性高沉淀物：細(xì)菌放射性低細(xì)菌內(nèi)無放射性32S使細(xì)菌與噬菌體外殼分開被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼不進入細(xì)菌內(nèi)。在上清液。沉淀物中為什么還具有低的放射性？應(yīng)該沒有才是??？攪拌離心不充分。培養(yǎng)時間要適當(dāng)：既要保證噬菌體已經(jīng)完成侵染；又要保證子代噬菌體未釋放。實驗說明構(gòu)成噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒進入細(xì)菌。第二十二頁，共三十四頁。用32p標(biāo)記噬菌體后侵染細(xì)菌細(xì)菌內(nèi)有放射性32P標(biāo)記噬菌體+細(xì)菌攪拌離心上：噬菌體放射性低沉淀：細(xì)菌高被32P標(biāo)記的噬菌體DNA進入細(xì)菌內(nèi)。不在上清液。上清液中為什么還具有低的放射性？應(yīng)該沒有才是??？因為被32P標(biāo)記的噬菌體①可能還沒有完成侵染過程，經(jīng)離心后進入上清液；②子代噬菌體已經(jīng)釋放，經(jīng)離心到了上清液中顯示放射性。時間限制要嚴(yán)格：既要保證噬菌體已經(jīng)完成侵染；又要保證子代噬菌體未釋放。實驗說明構(gòu)成噬菌體的DNA進入了細(xì)菌。第二十三頁，共三十四頁。親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體32P標(biāo)記DNA有32P標(biāo)記DNADNA有32P標(biāo)記35S標(biāo)記蛋白質(zhì)無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)無35S結(jié)論4：1、DNA是遺傳物質(zhì)，DNA分子在親子代之間具有連續(xù)性；2、DNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。3、噬菌體侵染細(xì)菌實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

（？）第二十四頁，共三十四頁。2．(2011·江蘇高考)關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”的敘述，正確的是

A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng)C．用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)3、(2013·陜西咸陽模考)若1個35S標(biāo)記的大腸桿菌被1個32P標(biāo)記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體

A．一定有35S，可能有32P B．只有35SC．一定有32P，可能有35S D．只有32P第二十五頁，共三十四頁。說明染色體在生物的遺傳中起著重要作用結(jié)論1結(jié)論2加熱殺死S型細(xì)菌含有促成轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”結(jié)論3結(jié)論4DNA是遺傳物質(zhì)1、DNA是遺傳物質(zhì)，DNA分子在親子代之間具有連續(xù)性；2、DNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。3、噬菌體侵染細(xì)菌實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；轉(zhuǎn)化因子是DNA。蛋白質(zhì)多糖DNA水解產(chǎn)物等不是遺傳物質(zhì)。實驗成功的關(guān)鍵：設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地去觀察它們的作用。第二十六頁，共三十四頁。例3．赫爾希通過T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，實驗包括4個步驟：①培養(yǎng)噬菌體(侵染細(xì)菌)，②35S和32P標(biāo)記噬菌體，③放射性檢測，④離心分離。實驗步驟的先后順序為(

)

A．①②④③

B．④②①③

C．②①④③

D．②①③④第二十七頁，共三十四頁。例4．在“噬菌體侵染細(xì)菌”的實驗中，如果放射性同位素主要分布在離心管的沉淀物中，則獲得侵染噬菌體的方法是(

) A．用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體

B．用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體

C．用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體

D．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體第二十八頁，共三十四頁。AAD例5.下圖為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，據(jù)圖回答：對下列可能出現(xiàn)的實驗誤差進行分析：①實驗測定，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原因是

。②當(dāng)接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中發(fā)現(xiàn)有放射性，其最可能的原因是

。因為被32P標(biāo)記的噬菌體可能還沒有完成侵染過程，含有32P子代噬菌體已經(jīng)釋放，經(jīng)離心到了上清液中顯示放射性。第二十九頁，共三十四頁。例6（2011年江蘇卷）12．關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”的敘述，正確的是A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體

B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng)

C