核酸是遗传物质的证据·.ppt

遗传的分子基础 第三章 第一节核酸是遗传物质的证据 DNARNA 19世纪中期 孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由控制的 基因 20世纪初期 摩尔根通过果蝇实验证明了 基因位于上 染色体 20世纪中叶 科学家发现 染色体主要由 成分 组成 蛋白质和DNA DNA蛋白质RNA 染色体 染色体的化学组成 组蛋白非组蛋白 蛋白质含量约为DNA的二倍 RNA含量很少 还不到DNA量的10 蛋白质和DNA 谁是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 DNA的分布 DNA是遗传物质的间接证据 染色体 总结 1 DNA通常只在核中的染色体上能找到 线粒体和叶绿体中也有DNA 其也有复制和遗传的自主性 2 同一物种的每个细胞核的DNA含量基本相同 即质和量都是恒定的 而且精子的DNA含量正好是体细胞的一半 3 各类生物中 能改变DNA结构的化学物质都可引起遗传突变 4 蛋白质不具备以上特征 S型细菌 菌体有荚膜 有毒性 R型细菌 菌体无荚膜 无毒性 1 格里菲思 肺炎双球菌体内转化实验 DNA是遗传物质的直接证据 1 将R型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠不死亡 2 将S型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠患败血症死亡 结论 S型的活细菌对小鼠有毒 而R型的活细菌无毒 实验设计 实验3说明 加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用 说明 小鼠体内出现了S型活细菌 思考 这个S型细菌是怎么来的呢 在加热杀死的S型细菌中 存在某种活性物质 转化因子 促使小鼠体内R型活细菌转化为有毒性S型活细菌 肺炎双球菌的转化实验 1 格里菲思 肺炎双球菌的体内转化实验 肺炎双球菌类型 实验现象 结论 加热杀死的S型球菌的 转化因子 能使R型活球菌转化成球菌 且性状可遗传 S型 R型菌和S型菌 这种转化因子到底是什么物质呢 2 艾弗里 肺炎球菌体外转化实验 肺炎双球菌 为了弄清转化因子到底是什么 将S型细菌中的多糖 蛋白质 脂类和DNA等提取出来 分别与R型细菌进行混合培养 S型活细菌 多糖脂类蛋白质RNADNA R R R R R R S 裂解并提取相应的物质 DNA DNA水解酶 s DNA是活R型细菌转化成活S型细菌的转化因子 艾弗里的思路 只有加入DNA R型细菌才能转化成S型细菌 后来的研究进一步证实 DNA的纯度越高 转化效率就越高 DNA是遗传物质 DNA赋予了生物的遗传特性 由此可见 艾弗里是设法把DNA与蛋白质分开 从而单独地 直接地去观察DNA与蛋白质的作用 4 实验结果 5 结论 1 2008 江苏高考 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 S型菌的DNA DNA酶 加入R型菌 注射入小鼠 R型菌的DNA DNA酶 加入S型菌 注射入小鼠 R型菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入S型菌的DNA 注射入小鼠 S型菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入R型菌的DNA 注射入小鼠以上4个实验中的小鼠存活的情况依次是 A 存活 存活 存活 死亡B 存活 死亡 存活 死亡C 死亡 死亡 存活 存活D 存活 死亡 存活 存活 D 为什么人们对艾弗里 Avery 的实验结论还表示怀疑 艾弗里提取的DNA中还含有少量的蛋白质 至少含0 02 为此 谁又设计了什么实验来证明艾弗里的结论 实验设计 关键思路 方法 同位素标记法 把DNA和蛋白质分开 单独观察 确定唯一变量 DNA是遗传物质的直接证据 用什么生物作实验材料 最好该材料只有DNA和蛋白质 RNA 内有核酸 内有DNA 蛋白质 蛋白质 蛋白质 烟草花叶病毒腺病毒T2噬菌体 T2噬菌体的模式图 如图所示 T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒 它的头部 尾部的外壳都由蛋白质组成的 头部内含有一个DNA分子 大肠杆菌T2噬菌体 C H O N P C H O N S 标记32p 标记35s 3 噬菌体侵染细菌实验 如何让噬菌体被标记 同位素标记法 噬菌体侵染细菌的全过程 1 培养含放射性同位素的细菌 2 培养含放射性同位素的噬菌体 方法 分别用含有35S和32P的培养基培养细菌 结果 一组细菌的蛋白质含有 另一组细菌DNA含有 35S 32P 方法 分别用含有35S和32P的细菌来培养噬菌体 结果 分别得到了被35S和32P标记的噬菌体 3 用含放射性同位素的噬菌体侵染未被标记的细菌 亲代噬菌体 35S标记蛋白质 寄主细胞内 无35S标记蛋白质 子代噬菌体 外壳蛋白质没有35S 被感染的大肠杆菌 A组 A组结论 亲代侵染细菌的过程中 蛋白质留在了细菌外面 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 32P标记DNA 无32P标记DNA DNA有32P标记 结论 亲代噬菌体将DNA遗传给了子代噬菌体 B组 两组实验结果放射性的分布情况说明 蛋白质外壳未进入大肠杆菌中 DNA进入到细胞中 子代噬菌体中可以检测到标记的DNA 却检测不到标记的蛋白质 说明 亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体 蛋白质则没有 结论 DNA是遗传物质 噬菌体 细菌 噬菌体侵染细菌图 噬菌体侵染细菌 噬菌体侵染细菌的过程1 吸附2 注入DNA3 DNA的复制及蛋白质外壳的合成4 组装成子代噬菌体5 细菌裂解 子代噬菌体释放 噬菌体利用细菌体内的营养物质生活和繁殖 1 利用细菌体内的氨基酸合成自身的蛋白质外壳2 利用细菌体内的脱氧核苷酸合成自身的DNA 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实验都证明了DNA是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 A 重组DNA片段 研究其表型效应B 诱发DNA突变 研究其表型效应C 设法把DNA与蛋白质分开 研究各自的效应D 应用同位素示踪技术 研究DNA在亲代与子代之间的传递 C 例2 某科学家做 噬菌体侵染细菌实验 时 用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质 如下表所示 产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状 大小完全一样 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 子代噬菌体蛋白质都含有元素 这是因为 31P 32P 32S 噬菌体侵染细菌时 蛋白质没有进入细菌内 35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌 内35S标记的氨基酸为原料合成的 病毒可分为两类 DNA病毒和RNA病毒 假设某种病毒 例如烟草花叶病毒 中不含DNA 只含RNA与蛋白质 那么什么才是遗传物质呢 你可以设计怎样的实验来证实 烟草花叶病毒 TMV 病毒RNA 病毒蛋白质 正常的烟草叶 感染病毒的烟草叶 烟草花叶病毒 3 烟草花叶病毒 TMV 的感染实验 用RNA酶处理过的RNA 结论 是烟草花叶病毒的RNA而不是蛋白质感染了烟草 即RNA是遗传物质 以上三个实验可以得出的结论 1 DNA是主要的遗传物质2 RNA也是遗传物质 在没有DNA情况下 只有少数病毒 3 蛋白质不是遗传物质 总之 核酸是遗传物质 小结 DNA是主要的遗传物质 核心问题 谁在充当生物的遗传物质角色 说明DNA是遗传物质的实验证据 肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据 烟草花叶病毒的重建实验 重点内容