第1节DNA是主要的遗传物质课件

,第1节DNA是主要的遗传物质,一、肺炎双球菌转化实验,1.格里菲思的体内转化实验,(1)实验过程及结果,(2)结论:加热杀死的S型细菌中含有“,转化因子,”,可将无毒性的R型,活细菌转化为,有毒性的S型活细菌,。,2.艾弗里的体外转化实验,(1)设计思路:设法将,DNA与其他物质,分开,单独研究它们各自的功能,。,(2)实验过程及结果,(3)结论:,DNA,才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,而蛋白质、,多糖及DNA的水解产物不是。,二、噬菌体侵染细菌的实验,1.T,2,噬菌体,(1)结构,(2)代谢特点:只能寄生在大肠杆菌体内,不能独立地进行,新陈代谢,。,(3)增殖特点:在,自身遗传物质,的作用下,利用大肠杆菌体内的物质合,成自身的组成成分。,2.实验方法:,放射性同位素标记法,。,3.过程及现象,(1)标记大肠杆菌,大肠杆菌+,含,35,S的培养基,含,35,S的大肠杆菌,大肠杆菌+,含,32,P的培养基,含,32,P的大肠杆菌,(2)标记T,2,噬菌体,T,2,噬菌体+,含,35,S的大肠杆菌,含,35,S的T,2,噬菌体,T,2,噬菌体+,含,32,P的大肠杆菌,含,32,P的T,2,噬菌体,(3)噬菌体侵染大肠杆菌,4.实验表明,项目,含,35,S的T,2,噬菌体,侵染大肠杆菌,含,32,P的T,2,噬菌体,侵染大肠杆菌,搅拌、,离心后,上清液,放射性,高,放射性,低,沉淀物,放射性,低,放射性,高,细菌裂解后放出的T,2,噬菌体,检测不到,35,S,标,记的蛋白质,检测到,32,P,标记,的DNA,(1)T,2,噬菌体侵染细菌时,DNA,进入到细菌的细胞中,而,蛋白质外壳,留,在外面。,(2)子代T,2,噬菌体的各种性状是通过,亲代的DNA,来遗传的。,5.结论:,DNA,是遗传物质,蛋白质未起到遗传作用。,三、RNA是遗传物质的相关实验,1.实验过程及结果,2.结论:,RNA是遗传物质,。,四、DNA是主要的遗传物质,细胞生物(真核、原核),非细胞生物(病毒),核酸,DNA和RNA,DNA,RNA,遗传物质,DNA,DNA,RNA,因为绝大多数生物的遗传物质是,DNA,所以,DNA,是主要的遗传,物质。,1.如图,病毒甲、乙为两种不同的植物病毒,经重建形成“杂种病毒丙,”,用病毒丙侵染植物细胞,在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒,是,(),答案:D,s,解析,2.在肺炎双球菌转化实验中,将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合,后,注射到小鼠体内,下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有,(,),有毒R型无毒R型有毒S型无毒S型,A.B.C.D.,答案:B,解析,3.噬菌体侵染细菌之后,合成噬菌体的蛋白质外壳需要,(),A.细菌的DNA及其氨基酸,B.噬菌体的DNA及其氨基酸,C.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸,D.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸,答案:D,解析,4.基础判断:,(1)S型肺炎双球菌有毒性,R型肺炎双球菌无毒性。(),(2)格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。,(),(3)格里菲思实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质。（ ）,(4)艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质。,(),(5)烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。,(),答案:(1)(2),(3)(4)(5),解析,要点一,肺炎双球菌的转化实验,体内转化实验,体外转化实验,实验人,格里菲思,艾弗里及其同事,细菌培,养场所,小鼠体内,培养基(体外),巧妙构思,用加热杀死的S型细菌作对照,将物质提纯分离各自观察,结果观察,小鼠是否死亡,培养基中菌落,实验结论,S型菌体内有转化因子,S型菌的DNA是遗传物质,相同点,巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌,实验目的都是探究遗传物质的成分,体内转化实验是体外转化实验的基础,后者,则是前者的延伸,实验设计都遵循对照原则和单一变量原则,(1)加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中双螺,旋解开,氢键被断开,但缓慢冷却时,其结构可恢复。,(2)格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA+R型活,细菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有,但是R型多。,(3)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即,实现了基因重组。,(4)转化后形成的S型细菌可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传,物质。,【对点训练】 (2011广东理综)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球,菌进行实验,结果如下表。从表中可知,(),实验组号,接种菌型,加入S型菌物质,培养皿长菌情,况,R,R,R,R,蛋白质,荚膜多糖,DNA,DNA(经DNA酶,处理),R型,R型,R型、S型,R型,A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子,B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性,C.和说明S型菌的DNA是转化因子,D.说明DNA是主要的遗传物质,解析:组:R+S型菌的蛋白质/荚膜多糖,只长出R型菌,说明蛋白质/,荚膜多糖不是转化因子。组:R+S型菌的DNA,结果既有R型菌又有,S型菌,说明DNA可以使R型菌转化为S型菌。组:用DNA酶将DNA,水解,结果只长出R型菌,说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S,型菌,从一个反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。DNA是主,要的遗传物质是针对于整个生物界而言的,而非针对某一种生物,此,解析,实验只能证明DNA是遗传物质。,答案:C,噬菌体侵染细菌的实验分析,1.实验思路及方法,S是蛋白质特有的元素,P几乎都存在于噬菌体DNA分子中,用放射性,同位素,32,P和,35,S分别标记DNA和蛋白质,直接单独地观察它们的作用,。,2.侵染特点及过程,(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA,噬菌体蛋白质留在外面不起作,要点二,用。,(2)噬菌体侵染细菌要经过吸附注入核酸合成组装释放五个,过程。噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内,除噬菌体的DNA作模板,起指导作用外,脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、,ATP和相关酶等全由大肠杆菌提供。,3.结果及分析,分组,结果,结果分析,含,32,P噬菌体+细菌,上清液中几乎无,32,P,32,P,主要分布在宿主细胞,内,32,PDNA进入了宿主,细胞内,含,35,S噬菌体+细菌,宿主细胞内无,35,S,35,S主,要分布在上清液中,35,S蛋白质外壳未进,入宿主细胞,留在外面,4.噬菌体侵染实验和肺炎双球菌转化实验的对比,噬菌体侵染实,验,肺炎双球菌转,化实验,不,同,点,DNA与,蛋白质,分开的,方式,采用放射性同位素标记法分别标记DNA和蛋白质进行实验以实现单独观察它们各自的作用,采用直接分离法,即真正将S型细菌的DNA与其他成分分离,然后用每种单一成分与R型细菌混合,做体外,转化实验,对照原则,自身对照,相互对照,实验,结论,证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质没有进入细菌体内),证明DNA是遗,传物质,蛋白质,不是遗传物质,续表,(1)用,32,P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,上清液中含有放射性的,原因。,噬菌体侵染实验,肺炎双球菌转化实验,相同点,均使DNA和蛋白质分开,单独处理,观察它,们各自的作用,都遵循对照原则,都能证明DNA是遗传物质,但不能证明,DNA是主要的遗传物质,保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入到大肠杆菌细胞内,经离心,后分布于上清液中,使上清液出现放射性。,从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段时间保温时,间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清,液中,也会使上清液的放射性升高。,(2)用,35,S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,理论上沉淀物中不含放,射性,但可能由于搅拌不充分,有少量,35,S的噬菌体外壳仍吸附在细菌,表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。,(3)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。,(4)该实验可同时证明:,DNA分子具有相对稳定性。,DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性。,DNA能控制蛋白质的生物合成。,【对点训练】 (2011江苏单科)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”,的叙述,正确的是,(),A.分别用含有放射性同位素,35,S和放射性同位素,32,P的培养基培养噬菌,体,B.分别用,35,S和,32,P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间,的保温培养,C.用,35,S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌,不充分所致,D.,32,P、,35,S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质,不是遗传物质,解析:培养噬菌体要用活的细菌,不能只用培养基,A项错误。分别用,35,S和,32,P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行短时间的保温培,养,B项错误。,32,P、,35,S标记的噬菌体侵染实验共同说明DNA是遗传物,质,但不能单独证明蛋白质不是遗传物质,D项错误。,答案:C,解析,1.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染,细菌的实验都证明了DNA是遗传物质。下列有关这两个实验的叙述,中,不正确的是,(),解析,解析,本实验得出的结论是,。,(3)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中,起转化作用,的是DNA。请利用DNA酶作试剂,选择适当的材料用具,设计实验方,案,验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测实验,结果,得出实验结论。,材料用具:R型细菌、S型细菌、DNA酶、蒸馏水、制备培养基所需,的原料。,实验设计方案:,第一步:从S型细菌中提取DNA。,第二步:制备符合要求的培养基,将其均分为三组,标为A、B、C,请将,处理方法填写在表格中:,组合编号,A,B,C,处理方法,不加任何提取,物,第三步:将R型细菌分别接种到三组培养基上。,第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌,落生长情况。,预测实验结果:,。,得出结论:,。,解析:(1)细菌为原核生物,其细胞结构简单,且繁殖快,适合作为实验材,料。,(2)通过对比可知加热杀死的S型细菌与R型细菌混合在一起,可以产,生活的S型细菌,说明S型细菌中有某种物质能使R型细菌转化成S型,细菌。,(3)第二步中要形成对比主要体现S型细菌的DNA能发生转化,而经,过DNA酶处理使DNA水解则无法发生转化。,只有加入S型细菌的DNA才能使R型细菌转化成S型细菌,经过,DNA酶处理后的S型细菌的DNA失去原有活性而无法使R型细菌转,化为S型细菌。,通过对比可知只加入R型细菌不会产生S型细菌,只有加入S型细菌,的DNA,R型细菌才能发生转化,S型细菌的DNA加DNA酶不能产生S,型细菌,又从反面证明使R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA。,答案:(1)结构简单繁殖快,(2)S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌,(3)加入提取出的S型细菌的DNA加入提取的S型细菌的DNA和,DNA酶,A、C组中未出现S型细菌,B组中出现S型细菌,使R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA,