1、第1节 DNA是主要的遗传物质？生物的遗传 物质是什么？遗传变异 染色体 蛋白质 DNA？染色体的成分 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代 对蛋白质的认识 氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息 大多数学者认为蛋白质是生物大多数学者认为蛋白质是生物体的遗传物质体的遗传物质 2.20世纪30年代后 对DNA的认识 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合形成的生物大分子 脱氧核苷酸有4种，他的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖；蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。二、肺炎双球菌的转化实验 1、格里菲思转化实验体内转化实验 (2)加热杀死的加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，型细菌，其蛋白质
2、变性失活，但但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(3)转化的实质是转化的实质是S型细菌的型细菌的DNA片段整合到片段整合到了了R型细菌的型细菌的DNA中，即实现了基因重组。中，即实现了基因重组。注意注意:已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，必型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质然含有某种促成这一转化的活性物质 转化因子转化因子 格里菲思实验的结论格里菲思实验的结论 这种转化因子究竟是哪种物质呢？这种转化因子究竟是哪种物质呢？是是多糖多糖？是？是蛋白质蛋白质？还是？还是DN
3、A？如何设计实验才可以验证出到如何设计实验才可以验证出到底哪种物质是转化因子呢？底哪种物质是转化因子呢？方法方法：必须把：必须把S型细菌中的物质分开型细菌中的物质分开研究，从而单独、直接地观察它们的研究，从而单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是转化因子。作用，才能确定究竟谁是转化因子。2、艾弗里确定转化因子的实验体外转、艾弗里确定转化因子的实验体外转化实验化实验 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 S型活细菌 分别与R型活细菌混合培养 R型 R型 R型 R型 R型 S型 R型 R型 S型 实验过程 S型菌的型菌的 DNA+DNA酶酶 R型细菌型细菌 R型细菌型细菌 只长只
4、长R型菌型菌 只长只长R型菌型菌 R型细菌型细菌 S S型菌型菌 R型细菌型细菌 S型菌的型菌的DNA S型菌的型菌的 蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖 S型菌的型菌的 DNA+DNA酶酶 实验过程 DNA是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 实验结论 设法把DNA与蛋白质、多糖等物质分开，单独地直接去观察它们的作用 设计思路 DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传型细菌产生稳定遗传变化的物质，变化的物质，DNADNA是转化因子。是转化因子。肺炎双球菌的转化实验过程 那艾弗里的实验是不是很完美了？有什么局限性？那后来有没有科学家做了更具有说服力的实验？1952年，蔡斯和赫尔希做了一个更具有说服
5、力的实验-噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料：T2噬菌体 大肠杆菌 三、噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体是一种专门寄噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒生在大肠杆菌体内的病毒(无细胞结构无细胞结构)，头部和尾部，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的外壳都是由蛋白质构成，头部内含有，头部内含有DNA。T2噬菌体增殖特点：噬菌体增殖特点：p44页页 2.设计思路：设法把DNA与蛋白质分开，单独地直接去观察它们的作用。32P 35S 3、方法：放射性同位素标记法 标记 DNA 蛋白质 标记 蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNADNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、S C、H、O、N、
6、P 标记标记32P32P 标记标记35S 35S 由于由于DNA和蛋白质中和蛋白质中都有都有C、H、O、N四四种元素，因此不能用种元素，因此不能用其对噬菌体进行标记，其对噬菌体进行标记，否那么无法判断到底否那么无法判断到底是是DNA还是蛋白质进还是蛋白质进入细菌细胞中。入细菌细胞中。噬噬菌菌体体 第一步：分别标记细菌第一步：分别标记细菌 实验步骤设计实验步骤设计 第二步：分别标记噬菌体第二步：分别标记噬菌体 第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌 第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论 4.实验过程：细菌含35S的培养基 含35S的细菌 细菌含3
7、2P的培养基 含32P的细菌 第二步：分别标记噬菌体 噬菌体含35S的细菌 含35S的噬菌体 噬菌体含32P 的细菌 含32P的噬菌体 第一步：分别标记细菌 在在分别分别含有放射性同位素含有放射性同位素3232P P 和和3535S S的培养的培养基中培养细菌基中培养细菌 分别分别用上述细菌培养用上述细菌培养T T2 2噬菌体，制噬菌体，制备含备含3232P P的噬菌体和含的噬菌体和含3535S S的噬菌体的噬菌体？能否直接培养噬菌体 第三步：噬菌体侵染细菌无放射性 思考：问题一 用用35S标记的标记的A组实验，主要在上清组实验，主要在上清液中检测到放射性同位素，而用液中检测到放射性同位素，而
8、用32P标记的标记的B组实验，主要在沉淀物组实验，主要在沉淀物中检测到放射性同位素，这一结果中检测到放射性同位素，这一结果说明说明 了什么？了什么？实验结论实验结论1：噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌进入细菌内，而蛋白质外壳仍留在外面内，而蛋白质外壳仍留在外面 思考 问题二 此实验中释放的大量此实验中释放的大量T2噬菌体中，噬菌体中，可以检测到可以检测到32P标记的标记的DNA，却不，却不能检测到能检测到35S标记的蛋白质，这一结标记的蛋白质，这一结果说明什么？果说明什么？实验结论实验结论2：在在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是
9、质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代遗传给后代的，因此，的，因此，DNA才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。思考讨论：思考讨论：3.为什么用35S标记的A组实验，沉淀物中也有少量的放射性？放射性从何而来？大肠杆菌上面还有少数吸附的具大肠杆菌上面还有少数吸附的具有放射性的蛋白质外壳有放射性的蛋白质外壳 思考讨论：4.为什么用32P标记的B组实验，上清液中也有少量放射性？导致放射性的可能原因有哪些？两个可能原因：1细菌和噬菌体混合时间过短，还有少量被32P标记的噬菌体没有侵染细菌，留在上清
10、液中 2细菌和噬菌体混合时间过长，导致大肠杆菌破裂，释放的局部子代噬菌体含有32P放射性 第四步：分析实验结果，得出结论第四步：分析实验结果，得出结论 35S标记的噬菌体标记的噬菌体 32P标记的噬菌体标记的噬菌体 大肠杆菌大肠杆菌 细胞细胞外外 大肠杆菌大肠杆菌 细胞细胞内内 子代子代噬菌体噬菌体 结论结论 放射性高放射性高 无放射性无放射性 无放射性无放射性 放射性高放射性高 放射性低放射性低 有放射性有放射性 蛋白质没有进入细菌细胞蛋白质没有进入细菌细胞 DNA进入到细菌的细胞中进入到细菌的细胞中 DNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质 思考与讨论 噬菌体侵染细菌包括哪几个过程 吸附
11、注入核酸合成组装释放五个过程 思考：为什么蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验比艾弗里的实验更具有说服力？其优点在哪里？将蛋白质和DNA完全分开了 两个经典实验比较两个经典实验比较 艾弗里实验艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 处理方式处理方式 对照原则对照原则 实验结论实验结论 设计思路设计思路 直接分离直接分离 同位素标记法同位素标记法 S S型细菌的别型细菌的别离物质分别与离物质分别与R R型细菌混合型细菌混合培养相互对照培养相互对照 分别标记噬菌体分别标记噬菌体DNADNA和蛋白质的两组实和蛋白质的两组实验相互对照验相互对照 设法将设法将DNADNA与其他物质分开，单独与其他
12、物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能地直接研究各自不同的遗传功能 证明证明DNADNA是遗传是遗传物质，蛋白质物质，蛋白质不是遗传物质不是遗传物质 证明证明DNADNA是遗传物质，是遗传物质，但不能有效证明蛋白但不能有效证明蛋白质不是遗传物质蛋质不是遗传物质蛋白质没有进入细菌体白质没有进入细菌体内内 （TMV）RNA 蛋白质 烟草花叶病毒TMV是根本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？烟草花叶病毒TMV是根本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？蛋白质 RNA 分 离 感染 烟草 感染 烟草 实验结论：烟草花叶病毒
13、的遗传物质是RNA。蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。实验 结果 出现病斑 不出现病斑 实验 结果 五、生物的遗传物质 生物种类 动物 植物 细菌 真菌 病毒 DNA病毒 RNA病毒 遗传物质是DNA 遗传物质是RNA 结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA。所以 说DNA是主要的遗传物质。课堂小结-第一节DNA是主要的遗传物质(一)肺炎双球菌的转化实验 格里菲斯的实验：证明有转化因子的存在 艾弗里的实验：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。二蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验 1、噬菌体的特点 2、侵染过程：吸附、注入、合成、组装、释放 3、实验结果：证明了DNA是遗传物质 实验设计
14、的关键思路：要区分DNA和蛋白质，单独观察他们的作用。三生物的遗传物质 具有细胞的生物的遗传物质是DNA；病毒的遗传物质是DNA或者RNA；所以每种生物的遗传物质只能是DNA或RNA 1、在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中，在实验设计思路中最关键的是 A.要用同位素标记DNA和蛋白质 B.要别离DNA和蛋白质 C.要得到噬菌体和肺炎双球菌 D.要区分DNA和蛋白质，单独观察他们的作用。2.格里菲斯用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果07年广东高考题 A 证明了DNA是遗传物质 B 证明了RNA是遗传物质 C证明了蛋白质是遗传物质 D没有具体证明哪一种物质是遗传物质 3
15、.艾弗里的肺炎双球菌转化实验及赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了 A.DNA是主要的遗传物质 B.染色体是遗传物质的载体 C.DNA是遗传物质 D.RNA是遗传物质 4.赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：侵染细菌，用35S和32P分别标记噬菌体，放射性检测，搅拌离心。实验步骤的先后顺序为【06年江苏高考题】A B C D 5噬菌体在增殖过程中利用的原料是 A细菌的核苷酸和自己的氨基酸 B自己的核苷酸和细菌的氨 C细菌的脱氧核苷酸和氨基酸 D自己的核苷酸和细菌的氨基酸 6.噬菌体侵染细菌实验中，起决定作用的是 A .子代噬菌体的组装和释放 B .利用
16、细菌结构和原料，合成噬菌体外壳蛋白质 C .利用细菌结构和原料，噬菌体DNA屡次复制 D.噬菌体的DNA注入活细菌内 7用噬菌体去感染体内含32P的细菌，在细菌解体后含32P的是 A子代噬菌体DNA B子代噬菌体所有局部 C子代噬菌体蛋白质外壳 D子代噬菌体不含32P 8.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构成分中，能够找到的放射性元素为:A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P C.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S 9.以下表达错误的选项是 ()A染色体是核酸的主要载体 B遗传物质的主要载体是染色体 C细胞质中的核酸都是遗传物质 D遗传物质要么是DNA，要么是RNA 10.用甲种病毒的RNA和乙种病毒的蛋白质外壳组成一种病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是 ()A甲种病毒的特征 B乙种病毒的特征 C丙种病毒的特征 D子代特有的特征
