DNA是主要的遗传物质课件修改版.ppt

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1、蛋白质蛋白质一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测2020世纪世纪2020年代：年代：氨基酸氨基酸 多肽多肽 蛋白质蛋白质认为蛋白质是生物体的遗传物质认为蛋白质是生物体的遗传物质2020世纪世纪3030年代：年代：脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸艾弗里艾弗里赫尔希赫尔希格里菲思格里菲思 向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战

2、的向蛋白质是遗传物质的观点提出挑战的学者是谁呢？学者是谁呢？实验材料：肺炎双球菌实验材料：肺炎双球菌格里菲思的肺炎双球菌转化实验格里菲思的肺炎双球菌转化实验 S S型菌型菌R R型菌型菌菌体菌体有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类无多糖类的荚膜的荚膜菌落菌落表面光滑表面光滑表面粗糙表面粗糙毒性毒性能够使能够使人患肺炎或使人患肺炎或使小鼠患败血病。小鼠患败血病。有毒性有毒性无毒性无毒性 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性必然含有某种促成这一转化的活性物质物质转化因子转化因子格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么? 实验结论：实验结论

3、：多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNADNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？ 如果你是当时的一位科学家，为了弄清楚如果你是当时的一位科学家，为了弄清楚这种转化因子到底是什么物质，你该如何设计这种转化因子到底是什么物质，你该如何设计这个实验呢？设计思路是什么这个实验呢？设计思路是什么?想一想：想一想： 在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？思路是什么？ 必须将

4、蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。质。 二、二、 艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验R型细菌型细菌R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS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 R R R R R S R R R R R R S R R SR S二二.艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验 1944年年DNADNA实验结论：实验结论：“

5、转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是遗传物质才是遗传物质，而，而蛋白质等其他物质不蛋白质等其他物质不是遗传物质是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）1 1、加入、加入DNADNA酶的组意图何在？酶的组意图何在？2 2、分析实验结果，能得出什么结论？、分析实验结果，能得出什么结论？背景资料：背景资料： 可是，艾弗里的实验不但没有使科学界接受可是，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。反而引起了科学界许多人怀疑。 在在1949年艾弗里及同事将年艾弗里及同事将DNA中蛋白质的污中蛋白质的污染降到染降到0.02%，但仍未能改变人们的

6、观点。，但仍未能改变人们的观点。 是否有更好的实验材料是否有更好的实验材料,可以不用经过人工可以不用经过人工提纯提纯DNA，就能，就能单独地去观察单独地去观察DNA或蛋白质的作或蛋白质的作用用呢？呢？ 终于在终于在1952年，由美国科学家赫尔希和蔡斯年，由美国科学家赫尔希和蔡斯找到了一种理想的实验材料找到了一种理想的实验材料T2噬菌体噬菌体,通过噬通过噬菌体侵染细菌的实验从而菌体侵染细菌的实验从而证实了证实了 实验设计思路：实验设计思路：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验

7、 艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度，纯度最高时也还有最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。人对实验结论表示怀疑。有没有比细菌更为简单的实验材料有没有比细菌更为简单的实验材料？1952年，以为实验材料，利用的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.思维碰撞思维碰撞噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA.T T2 2 噬菌体的特点噬菌体的特点 是一种专门是一种专门寄生寄生在

8、大肠杆菌体内的病毒在大肠杆菌体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNADNA在在自身遗传物质自身遗传物质的指导下进行繁殖的指导下进行繁殖, ,原料来自大肠杆菌原料来自大肠杆菌 子代噬菌体从子代噬菌体从宿主细胞宿主细胞裂解释放裂解释放。 噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌合成合成组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附动画 首先，噬菌体的尾端吸首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面附在细菌的表面侵入侵入 然后，然后， 噬菌体通过尾轴把噬菌体通过尾轴

9、把DNA全部注进细菌体内，而蛋全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不白质外壳则留在细菌体外，不起作用。起作用。 噬菌体的噬菌体的 DNA 在细菌体内在细菌体内，使细胞本身的，使细胞本身的 DNA 解体，同解体，同时利用细菌的化学成分合成噬时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的菌体自身的 DNA和蛋白质，和蛋白质， 这些新合成的这些新合成的 DNA 和和蛋白质外壳组装出很多个与蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体亲代一模一样的子代噬菌体。 最后，这些噬最后，这些噬菌体由于细菌的解菌体由于细菌的解体而被释放出来，体而被释放出来，再去侵染其他的细再去侵染其他的细菌。菌。三、噬菌体

10、侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验 195219521、实验设计思路：、实验设计思路：3、实验过程：、实验过程：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用(1)标记细标记细菌菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌(2)标记噬菌体标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含35S的噬菌体含32P的噬菌体(3)噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌: :上清液放射性很高上清液放射性很高, ,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低上清液放射性很低上清液

11、放射性很低, ,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 标记标记 混合混合 搅拌离心搅拌离心 检测检测 再检测再检测图图 3-6 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻4、噬菌体侵染细菌实验的噬菌体侵染细菌实验的检测结果检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验标记的实验32P标记的实验标记的实验标记部位标记部位放射性放射性情况情况上清液沉淀物蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高

12、” 沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分离不完全分离不完全(噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染释放出来的、未侵染的噬菌体的噬菌体/释放的/未侵染的)很高很低很低很高赫尔希和蔡斯的实验表明：赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，进入噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递性状，是通过亲代的传递的的才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质DNA是遗传物质是遗传物质1928年年 格里菲

13、思格里菲思 体内转化实验体内转化实验1944年年 艾弗里艾弗里体外转化实验体外转化实验1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成组成的，在感染烟草时，的，在感染烟草时，会出现致病斑。会出现致病斑。烟草花叶病毒不含烟草花叶病毒不含DNA，只有，只有RNA和蛋白和蛋白质，其遗传物质是什么？质，其遗传物质是什

14、么？烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNA思路思路: :烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNARNA和蛋白质区分开，和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质而判断谁才是遗传物质仅仅RNARNA能使烟草产生原样病斑能使烟草产生原样病斑仅蛋白质能使烟草产生原样病斑仅蛋白质能使烟草产生原样病斑RNARNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑和蛋白质都能使烟草产生原样病斑若出现结果则仅若出现结果则仅RNARNA是遗传物质；是遗传物质； 若出现结果则仅蛋白质是遗传物质；若出现结果则仅蛋白质是遗传物质； 若出现结果则若出现结果则

15、RNARNA和蛋白质都是遗传物质和蛋白质都是遗传物质课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？蛋白质蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验实验结果结果出现病斑出现病斑不出现病斑不出现病斑实验实验结果结果分离分离分离分离重组重组重组重组感染新的病毒新的病毒产生产生哪种哪种病毒？病毒？四四.烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是少数病毒的遗传物质是少数病毒的遗传物质是一、一、DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质总结总结DNARNA4 4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬、噬菌体侵染

16、细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳菌体蛋白质外壳DNADNA可以指导蛋白质的合成。可以指导蛋白质的合成。 1 1、肺炎双球菌转化实验中，对、肺炎双球菌转化实验中，对S S菌加热处理，菌加热处理，DNADNA仍具有生物仍具有生物活性活性DNADNA分子结构具有相对稳定性。分子结构具有相对稳定性。2 2、肺炎双球菌转化实验中，、肺炎双球菌转化实验中，R R型细菌可以转化生成型细菌可以转化生成S S型细菌型细菌DNADNA可以发生可遗传的变异。可以发生可遗传的变异。3 3、噬菌体侵染细菌的实验中，、噬菌体侵染细菌的实验中，DNADNA在亲代与子代噬菌体中具在亲代与子代噬菌体中具有连续性有

17、连续性DNADNA可以发生复制，由亲代传递给子代。可以发生复制，由亲代传递给子代。作为作为遗传物质遗传物质所必须具备的所必须具备的特点特点: :细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明细菌的实验只能证明。3 3、在、在只含只含

18、RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA1 1、一切生物的遗传物质是核酸、一切生物的遗传物质是核酸选择题选择题 1 1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是A. 核糖核酸核糖核酸B. 脱氧核糖核酸或核糖核酸脱氧核糖核酸或核糖核酸C.脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸D. 脱氧核糖核酸和核糖核酸脱氧核糖核酸

19、和核糖核酸B2.2.生物的遗传物质是：生物的遗传物质是：( )( ) A.DNA B.RNA C. A.DNA B.RNA C.核酸核酸 D. D. 蛋白质蛋白质C3 3注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合D4、用噬菌体去侵染内含有、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后的细菌，在细菌解体后，

20、含，含32P的应是的应是( )A、子代噬菌体、子代噬菌体DNA B、子代噬菌体蛋白质外壳、子代噬菌体蛋白质外壳C、子代噬菌体所有部分、子代噬菌体所有部分 D、子代噬菌体不含、子代噬菌体不含32P5、用噬菌体去感染内含大量、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体的细菌，待细菌解体后，后，3H应应( ) A、随细菌的解体而消失、随细菌的解体而消失 B、发现于噬菌体外壳和、发现于噬菌体外壳和DNA中中 C、仅发现于噬菌体的、仅发现于噬菌体的DNA中中 D、仅发现于噬菌体的外壳中、仅发现于噬菌体的外壳中AB6 6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的

21、蛋白质外壳是壳是( )( )A.A.在噬菌体在噬菌体DNADNA的指导下，用细菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的B.B.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用细菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的C.C.在噬菌体在噬菌体DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的D.D.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的【解析】【解析】 当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNADNA，子，子代噬菌体的蛋白质外壳和代噬菌体的蛋白质外壳和DNADNA都是在噬菌体都

22、是在噬菌体DNADNA的指导下，用细菌的氨基酸和的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。脱氧核苷酸合成的。【答案】【答案】 A 7 7、某科学家做、某科学家做“噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素时，分别用同位素3232P P和和3535S S做了标记做了标记( (见下表见下表) )： 此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：均相同。请分析：(1)(1)子噬菌体的子噬菌体的DNADNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ；(2)(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是子噬

23、菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ；(3)此实验说明了此实验说明了 。 【答案】【答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2) (2)3535S S (3) (3)DNADNA是遗传物质是遗传物质 噬菌体成分噬菌体成分 细菌成分细菌成分 核苷酸标记核苷酸标记3232P P 3131P P 氨基酸氨基酸 3232S S标记标记 3535S S肺炎双球菌实验的评价肺炎双球菌实验的评价1、遵循了严格的对照原则和单因子变量原则2、科学的思路：发现问题提出假设设计实验验证得出结论体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验探究实验的基本步骤探究实验的基本步骤格里菲思，格里菲思，体内转化

24、实验体内转化实验艾弗里，艾弗里，体外转化实验体外转化实验实验原理和方法实验原理和方法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：D N A 的组成元素：的组成元素：（标记（标记32p）（标记（标记35s ）标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：v在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素32p 和和35s的培养基的培养基中培养细菌中培养细菌v分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含噬菌体，制备含32p 的噬菌体和含的噬菌体和含35s的噬菌体的噬菌体同位素标记法同位素标记法标记细菌标记细菌标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心搅拌离心观察放射性的分

25、布观察放射性的分布“短时间短时间”：保证子代噬菌体的：保证子代噬菌体的DNADNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂或虽已经组装但并未使细菌发生裂解解 “保温保温”：为噬菌体培养提供适宜：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。的恒定的温度，以保证酶的活性。 搅拌的目的：使吸附在搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离细菌分离离心的目的：让上清液中离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中粒，而离

26、心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。留下被感染的大肠杆菌。 内部内部DNA不存在不存在了的噬菌体外壳了的噬菌体外壳2、 T2 噬菌体的结构组成为噬菌体的结构组成为 ： A、蛋白质、脂类、蛋白质、脂类 B、糖类、蛋白质、糖类、蛋白质 C、蛋白质、蛋白质、DNA D、蛋白质、蛋白质、RNA03、“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”是指：是指： A、遗传物质的主要载体是染色体、遗传物质的主要载体是染色体 B、大多数生物的遗传物质是、大多数生物的遗传物质是DNA C、细胞里的、细胞里的DNA大部分在染色体上大部分在染色体上 D、染色体在遗传上起主要作用、染色体在遗传上起主要作用1、格里菲思提出的

27、、格里菲思提出的“转化因子转化因子”，后来被艾弗里证实了它的化学成分是：，后来被艾弗里证实了它的化学成分是： A、DNA B、蛋白质、蛋白质 C、多糖、多糖 D、脂质、脂质课堂练习课堂练习课堂练习4、肺炎双球菌的转化实验，不能证明的是：、肺炎双球菌的转化实验，不能证明的是： A、DNA是遗传物质是遗传物质 B、DNA控制蛋白质的合成控制蛋白质的合成 C、蛋白质不是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 D、染色体是遗传物质的主要载体、染色体是遗传物质的主要载体5、噬菌体侵染细菌的正确顺序是噬菌体侵染细菌的正确顺序是 ： A、注入、注入-吸附吸附-释放释放-组装组装-复制复制 B、复制、复制-组装组装-释放释放-吸附吸附-注入注入 C、吸附、吸附-注入注入-复制复制-组装组装-释放释放 D、吸附、吸附-注入注入-组装组装-复制复制-释放释放布置作业完成课本第完成课本第4646页的课后练习。页的课后练习。