探索遗传物质的过程详解

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、,DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),A,:,蛋白质,是遗传物质,(20世纪20年代),各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的 。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着 。,蛋白质,遗传信息,结论：是遗传物质。,蛋白质,遗传物质的探索过程,一、,DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),稳定,DNA,蛋白质,DNA,DNA,连续,B:,DNA,是遗传物质,遗传物质必须具备的特点,1、具有存储巨大数量信息的可能,2、在生长和繁殖过程中能精确的,自我复制,3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性,状和新陈代谢,4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产,生变异）,问题：两种不同的推测如何求证呢？,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,格里菲思转化实验(体内转化),菌落,荚膜,毒性,R型细菌菌落,S型细菌菌落,两种菌落的比较,无毒,有毒,无多糖荚膜,有多糖荚膜,光滑,粗糙,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,格里菲思转化实验(体内转化),注入R型活细菌，小鼠,不死亡,。,注入S型活细菌，小鼠,死亡,。,一、,DNA是遗传物质的证据,R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入，小鼠,死亡,。,注入加热杀死的,S型细菌，小鼠,不死亡,。,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,格里菲思转化实验(体内转化),一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,格里菲思转化实验(体内转化),实验结论：,已经被,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,实验结果：从第四组小鼠体内分,离出,S型活细菌,转化因子,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,格里菲思转化实验(体内转化),本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即,发现问题,提出假说实验验证得出结论,的前两步，后两步由艾弗里完成。,如果请你设计一个实验来确定,转化因子,，你的实验设计思路是什么,?,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),S型细菌,分别与,R型活细菌培养,R型,R型,R型与S型,分 离,多糖,蛋白质,DNA,DNA酶,R型,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),实验结果：,只有加入,DNA才转化；,DNA越纯，转化越有效；,用DNA酶处理DNA，不再转化。,实验结论,:,转化因子是,DNA。,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？,把DNA和蛋白质分开，,单独地、直接地,观察,DNA的作用；,设计对照实验，,用,DNA酶处理,，观察,DNA的作用。,1.将加热杀死的,S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：,a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是,R型菌被小鼠的免疫系统所消灭,b、曲线bc段上升的原因是,部分,R型细菌转化,为有毒,S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠,的免疫力下降,0,含量,时间,a,b,c,R型细菌,S型细菌,练习：,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),艾弗里的实验有什么不足之处？,受技术限制,DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。,一、,DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(2)噬菌体侵染细菌实验,T,2,噬菌体模式图,噬菌体：细菌病毒，寄生在细菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。,DNA（主要元素是C、H、O、N、,P,）,蛋白质（主要元素是,C、H、O、N、,S,）,思考：为什么要用,35,S和,32,P标记？,用,14,C和,18,O等标记行吗？,噬菌体侵染细菌的实验,1.在分别含有放射性同位素,32,p,和,35,s,的培养基中培养细菌。,2.分别用上述细菌培养,T2噬菌体，制备含,32,p 的噬菌体,和,含,35,s的噬菌体,。,3.分别用含,32,p 的噬菌体,和,含,35,s的噬菌体,去感染,未被标记的大肠杆菌,。,用,含,35,S的噬菌体,去感染,未被标记的大肠杆菌,。,上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。,用,含,32,p的噬菌体,去感染,未被标记的大肠杆菌,。,上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。,实验过程及结果,亲代,噬菌体,寄主,细胞内,子代,噬菌体,实验,结论,第一组实验,第二组实验,35,S,标记,蛋白质,32,P,标记,DNA,无,35,S,标记,蛋白质,有,32,P,标记,DNA,外壳,蛋白质,无,35,S,DNA,有,32,P,标记,DNA分子具有连续性，是遗传物质,蔡斯和赫尔希的实验设计：,1、,在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素,31,P、,32,P,和,32,S、,35,S,分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：,亲代噬菌体,大肠杆菌,子代噬菌体,蛋白质或氨基酸,35,S,32,S,32,S,DNA,32,P,31,P,32,P,和,31,P,用放射性同位素,35,S,标记外壳蛋白质,细菌内无放射性,用放射性同位素,32,P,标记内部,DNA,细菌内有放射性,蔡斯和赫尔希的实验设计：,2、在噬菌体侵染细菌后、大肠杆菌裂解前搅拌，使细菌外的噬菌体与细菌分离；,3、取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：,分组,噬菌体的标记,上清液,沉淀物,A,35,S,很高,很低,B,32,P,很低,很高,结论：才是真正的遗传物质,DNA,噬菌体侵染细菌过程,吸附,注入,合成,组装,释放,噬菌体借尾丝吸附在细菌表面,把,DNA注入到细菌细胞,利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的,DNA、蛋白质,新合成的,DNA、蛋白质组装成很多噬菌体,细菌解体，释放出噬菌体,2.,根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：,上清液和沉淀物中的成分分别是,和,，原因是：,。,进入细菌体内的是噬菌体的,依据是：,。,该实验能否证明DNA是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？,噬菌体外壳,细菌,两者密度不同,DNA,放射性,32,P只存在于沉淀物中,只能证明,DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。,练习：,二、,DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,烟草花叶病毒,(TMV)对烟草的感染与重建,烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：,(1)实验一,二、,DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。,二、,DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,(2)实验二,RNA,2DNA是主要的遗传物质,普遍性规律,(1)一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。,(2)凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。,(3)DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA；只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA。,结论：绝大多数生物的遗传物质是,DNA,，即,DNA,是主要的遗传物质。,二、,DNA是主要的遗传物质,1.（2013,海南卷）,13,.,关于,T,2,噬菌体的叙述，正确的是,A.T,2,噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素,B.T,2,噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中,C.RNA,和,DNA,都是,T,2,噬菌体的遗传物质,D.T,2,噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖,2.,（,2013,新课标卷,II,）,5,在生命科学发展过程中，证明,DNA,是遗传物质的实验是,孟德尔的豌豆杂交实验,摩尔根的果蝇杂交实验,肺炎双球转化实验,T,2,噬菌体侵染大肠杆菌实验,DNA,的,X,光衍射实验,A,B,C,D,D.T,2,噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖,C,3.用,15,N,、,32,P,、,35,S,标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产,生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射,性元素为（）,A,、可在外壳中找到,15,N,、,32,P,B,、可在,DNA,中找到,15,N,、,32,P,C,、可在外壳中找到,35,S,D,、可在,DNA,中找到,15,N,、,32,P,、,35,S,4.如果用,3,H,、,15,N,、,32,P,、,35,S,标记噬菌体后，让其侵染细菌，,在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的放射性,元素为（）,A,可在外壳中找到,3,H,、,15,N,、,35,S,B.,可在,DNA,中找到,3,H,、,15,N,、,32,P,C.,可在外壳中找到,15,N,、,35,S,D.,可在,DNA,中找到,15,N,、,32,P,、,35,S,噬菌体,细菌,核苷酸,标记,32,P,31,P,氨基酸,32,S,标记,35,S,5.某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用放射性同位素做了如下标记，产生的100,个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。实验前的情况见下表：,（,1,）子代噬菌体的,DNA,应含有表中的,和,元素,（,2,）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有,元素，由此,说明,，子代噬菌体的蛋白质中都有,元素，这是因为,。,（,3,）此实验证明了,。,内容总结,一、DNA是遗传物质的证据。各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的。3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性。格里菲思转化实验(体内转化)。格里菲思转化实验(体内转化)。R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入，小鼠死亡。已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质。艾弗里转化实验(体外转化)。R型与S型。用DNA酶处理DNA，不再转化。把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用。为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠。用含32p的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质。1.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建。烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。2DNA是主要的遗传物质普遍性规律。只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA,