DNA是主要的遗传物质(2013)

,第一节：DNA是主要的遗传物质,第3章：基因的本质,为什么后代与亲代如此相似呢？,1、在细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用，哪一种物质能够在亲子代细胞间保持数目和结构的稳定？,2、染色体的化学组成是什么？,染色体,DNA和蛋白质,【思考】,染色体,谁是遗传物质呢？,一、对遗传物质的早期推测,20世纪20年代：人们认识到蛋白质是生物体的遗传物质,美国科学家 艾弗里（1877-1955）,首先通过实验证据对“蛋白质是遗传物质”这一观点提出挑战的科学家是谁？,艾弗里的实验又是在英国科学家格里菲斯的实验基础上进行的,R型菌,S型菌,光滑,有,有,粗糙,无,无,二、格里菲斯的肺炎双球菌转化实验（体内转化）,1、将R型活细菌注射到小鼠体 内，小鼠不死亡。,分析：R菌不致死，无毒。,2、将S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。,分析：S菌使小鼠致死，有毒性。,3、将加热杀死后的S型细菌（细胞结构破坏，DNA 未破坏）注射到小鼠体内，小鼠不死亡,分析：S菌死亡后失去毒性， 不致死。,4、将无毒的R型活菌与加热杀死后的S型菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并分离出S活菌。,转化,+,活R,死S,活S,S中的转化因子,无毒性的R型细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，变成为有毒性的S型活细菌,分析：,转化,结论： 已经加热杀死的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,即遗传物质。,转化因子是什么呢？,三、艾弗里的体外转化实验,(3)实验结果是,只有DNA与R型活细菌混合，才能使R型细菌转化为S型细菌。DNA的纯度越高，转化就越有效。,设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。,实验组：DNA与R活菌单独培养。其它都是对照组 。,DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质蛋白质不是遗传物质,(2)实验中的实验组以及对照组,(4)实验结论是,寻找转化因子,(1)实验关键的设计思路,格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。,注意：,S型,+,R型,多数,少数,基因重组,背景资料：,艾弗里的实验不但没有使科学界接受，反而引起了科学界许多人怀疑。,终于在1952年，由美国科学家赫尔希和蔡斯找到了一种理想的实验材料T2噬菌体,通过噬菌体侵染细菌的实验从而证实了 ,科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信念，为进一步明确、探索而奋斗。,在1949年艾弗里及同事将DNA中蛋白质的污染降到0.02%，但仍未能改变人们的观点。,是否有更好的实验材料,可以不用经过人工 提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作 用呢？,有没有可能DNA上仍沾有蛋白质，极少的蛋白质就是转化因子呢？,?,更具说服力的“噬菌体侵染细菌的实验”,四、噬菌体侵染细菌的实验,（1952年，赫尔希和蔡斯）,病毒 （根据寄主不同）,植物病毒,动物病毒,细菌病毒（噬菌体）,DNA病毒,病毒 （根据遗传物质不同）,RNA病毒,二、噬菌体侵染细菌的实验,1)实验材料：,T2噬菌体，大肠杆菌,、结构：,(一)、T2噬菌体,3、增殖特点：,T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在 的 作用下，利用 的物质来合成成 ，进行增殖。,自身遗传物质,大肠杆菌体内,自身的组成成分,外壳：,内部：,蛋白质,DNA,2、代谢特点：,只能寄生在大肠杆菌内， 不能独立进行新陈代谢,噬菌体侵染细菌的过程,吸附,注入,合成 （复制）,组装,释放,完成增殖，产生子代,噬菌体侵染细菌的过程分哪几步？,DNA和蛋白质,应分别标记哪一种元素？,DNA标记P;蛋白质标记S。,吸附注入合成组装释放,遗传物质是DNA. 噬菌体进入细菌中的是DNA，这样就形成了与亲代一样的噬菌体，它的蛋白质不是亲代连续下来的，是由DNA控制合成的。,实验说明什么？根据是什么？,相关链接噬菌体侵染细菌的实验：,噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入细菌内的而不是蛋白质？,同位素标记法,蛋白质和DNA能否一起标记？,不能,应该分别标记,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,?,如何让噬菌体被标记？,（先用含32P的培养基培养大肠杆菌， 再用噬菌体去侵染这种大肠杆菌）,培养大肠杆菌,培养T2噬菌体,噬菌体-蛋白质（ 35S）,32P,35S,培养大肠杆菌,培养T2噬菌体,噬菌体-DNA（ 32P）,标记噬菌体的方法,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,上清液主要成分是噬菌体蛋白质外壳， 沉淀物主要成分是含噬菌体的大肠杆菌,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,噬菌体侵染细菌实验,用放射性同位素35S 标记噬菌体蛋白质外壳,子代噬菌体,35S,噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入到细菌中,无35S,亲代噬菌体,想一想：这一结果说明了什么?,放射性同位素32P标记噬菌体内部DNA,32P,子代噬菌体,噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌中,亲代噬菌体,有 32P,想一想：这一结果又说明了什么?,用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,35S标记 噬菌体,+细菌,搅拌,离心,上清液：噬菌体外壳，放射性高 沉淀物：细菌 放射性低,细菌内无放射性,使细菌与噬菌体外壳分开,为什么？,因为被35S标记的噬菌体蛋白质外壳不进入细菌内，在上清液中,沉淀物中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？,搅拌离心不充分,用32p标记的噬菌体侵染未标记的细菌,细菌内有放射性,32P标记噬菌体,+细菌,搅拌,离心,上清液：放射性低 沉淀物：细菌 放射性高,因为被32P标记的噬菌体DNA进入细菌内，不在上清液中,上清液中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？,因为被32P标记的噬菌体可能还没有完成侵染过程，或者子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中,为什么？,时间限制要严格：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。,实验结果,噬菌体侵染细菌实验,DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗 传物质,DNA是遗传物质,以上两个实验并没有证明DNA是主要的遗传物质。,(四) 、实验结论：,DNA是唯一的遗传物质吗？,五、RNA是遗传物质,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。,噬菌体的遗传物质是（ ） 烟草花叶病毒的遗传物质是（ ） 病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ） 真核生物的遗传物质是（ ） 细菌的遗传物质是（ ） 原核生物的遗传物质是（ ）,DNA,RNA,DNA或RNA,DNA,DNA,DNA,DNA,大多数生物以 为遗传物质， 少数生物以 为遗传物质， 所以 是一切生物的遗传物质， 是主要的遗传物质。,DNA,DNA,RNA,核酸,归纳总结。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：,（3）染色体是DNA的主要载体；,六、DNA是主要的遗传物质,（1）非细胞结构的生物体内（病毒），只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA； （2）在具有细胞结构的生物体内（原核生物和真核生物），有DNA和RNA两种核酸，但 只有DNA是遗传物质； （3）染色体是DNA的主要载体；,归纳总结：,1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） AR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,学习自测,D,2噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ ） A细菌 B噬菌体 C原噬菌体外壳降解 D环境,A,3用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌解体后含32P的是（ ） A子代噬菌体DNA B子代噬菌体所有部分 C子代噬菌体蛋白质外壳 D子代噬菌体不含32P,A,思考与讨论,1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（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.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。,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。,课后练习,基础题 1.（1）（）;(2)（） 2.C 3.D 拓展题 大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是在亲代噬菌体的遗传信息的作用下，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。 2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定，能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；,