3.1 DNA是主要的遗传物质PPT.ppt

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1、孟德尔通过孟德尔通过豌豆实验证豌豆实验证明了生物的明了生物的性状是由性状是由 控制。控制。染色体染色体摩尔根通过摩尔根通过果蝇实验证果蝇实验证明：基因位明：基因位于于 上。上。蛋白质和蛋白质和DNADNA科学家发现：科学家发现：染色体主要组染色体主要组成成分：成成分：。遗传因子遗传因子谁是遗传谁是遗传物质物质问题探讨问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体世纪中叶，科学家发现染色体主要是由主要是由蛋白质和蛋白质和DNA组成的。组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？遗传物质呢？1、遗传物质可能具有什么特点？、遗传物质可能具有什么特点？遗传物质遗传物质必须必须稳

2、定稳定，要能，要能贮存大量的遗传信贮存大量的遗传信息息，可以，可以准确地复制准确地复制，传递给下一代传递给下一代等。等。2、证明某一种物质是遗传物质的可行方法、证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？有哪些？同位素标记法、分离提纯法等同位素标记法、分离提纯法等。一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 蛋白质蛋白质(氨基酸氨基酸)多种多样：多种多样：排列顺序排列顺序 遗传信息遗传信息 20世纪世纪20年代：年代：蛋白质是生物的遗传物质蛋白质是生物的遗传物质 染色体染色体 DNA（结构不清楚）：（结构不清楚）：？DNA基本单位脱氧核苷酸基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基碱基

3、20世纪世纪30年代：年代：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20世纪世纪30年代：年代：DNA有重要作用有重要作用 一一、肺炎双球菌的转化实肺炎双球菌的转化实验验 DNA是遗传物质的证明实验：直接证据是遗传物质的证明实验：直接证据实验材料：实验材料：R型型 和和 S型肺炎双球菌型肺炎双球菌菌落菌落（肉眼观察）（肉眼观察）荚膜荚膜（显微镜观察）（显微镜观察）毒性毒性（动物实验）（动物实验）R型型细菌细菌 S型型细菌细菌 粗糙粗糙RoughRough光滑光滑

4、SmoothSmooth有有多糖多糖荚膜荚膜无多糖无多糖荚膜荚膜无毒无毒有毒有毒人肺炎人肺炎 小鼠败血症小鼠败血症1 1.将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。2.2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。(二二)肺炎双球菌的肺炎双球菌的体内体内转化实验转化实验3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合后注射到后注射到 小鼠体内，小鼠患败血症死亡。小鼠体内，小鼠患败

5、血症死亡。结论结论:S S型细菌中含有一种型细菌中含有一种“转化因子转化因子”，能使能使R R型菌转化为型菌转化为S S型菌使小鼠致死型菌使小鼠致死。结论：结论：DNA是转化因子，是转化因子，DNA是遗传物质是遗传物质。(三三)艾弗里的艾弗里的体外体外转化实验转化实验 疑问：疑问：由于艾弗里的实验中提取的由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯，纯度最高时也还有度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。仍有人表示怀疑。那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？设法把设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、和蛋白质分开，然后单独、直接观察直接观察DNA

6、和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路实验中最关键的设计思路三、三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验(一一)标标记噬菌体方法记噬菌体方法：同位素示踪同位素示踪(标记标记)法法返回返回v标记大肠杆标记大肠杆菌菌大肠杆大肠杆菌菌+含含35s s的的培养基培养基 含含 35s的大肠杆的大肠杆菌菌大肠杆大肠杆菌菌+含含32p的的培养基培养基 含含32p的大肠杆的大肠杆菌菌v标记标记T2噬菌体噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含35s的大肠杆的大肠杆菌菌 含含35sT2的噬菌体的噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含32p的大肠杆的大肠杆菌菌 含含32pT2的噬菌体的噬菌体(二二)实验步骤实验步骤

7、: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噬菌体侵染细菌搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布（一组用（一组用32 P标记标记DNA，一组用，一组用35S标记蛋白质标记蛋白质)离心离心离心离心1 1、为什么选择为什么选择3535S S和和3232P P作标记而不选用其他的同位素作标记而不选用其他的同位素?2 2、第一（二）组实验中为什么上清液的放射性第一（二）组实验中为什么上清液的放射性很高（低）很高（低），沉淀物的放射性，沉淀物的放射性很低（高）很低（高）？因为硫仅存在于因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于主要存在于 DNA

8、的组分中。用的组分中。用14C和和18O等元素等元素是不可行的，因为是不可行的，因为 T2噬菌体的蛋白质和噬菌体的蛋白质和DNA分子分子的组分中都含有这两种元素。的组分中都含有这两种元素。在第一组实验中，在第一组实验中，35S标记的标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培噬菌体与大肠杆菌混合培养后，养后，搅拌不充分搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被，使吸附在大肠杆菌外被35S标记的标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。在第二组实验中，在第二组实验中，32P标记的噬菌体和大

9、肠杆菌标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养混合培养的时间过长的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短混合培养的时间过短，有一部，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性上清液中，使上清液出现放射性。第二组第二组实验实验（三）实（三）实验结果及结论：验结果及结论：第一组第一组 实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体32P标标记记DNA35S标记标记蛋白质蛋白质大肠杆大肠杆菌菌内内有有32P标标记记DNA无无35S标

10、标记蛋白质记蛋白质子代子代噬菌体噬菌体DNA有有32P标记标记外壳蛋白外壳蛋白质无质无35S实验实验结论结论DNA分分子是遗子是遗传物质传物质赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯实验结论：实验结论：噬菌体侵染细菌时，进入到细菌噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。亲代的传递的。才是真正才是真正的遗传物质。的遗传物质。三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验 19521952返回返回思考与讨论思考与讨论1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（细菌和病毒作

11、为实验材料，具有的优点是：（1）个体个体很小，结构简单很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构，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。（有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快繁殖快。细菌细菌2030 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2、设法把设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去与蛋白质分开，单独地、直接地去观察观察DNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。3.艾弗里艾弗里采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物

12、细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术质的提纯和鉴定技术等。等。赫尔希赫尔希采用的主要技术手段采用的主要技术手段有有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。的提取和分离技术等。RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟叶烟叶 烟叶烟叶 得花叶病得花叶病得花叶病得花叶病不得花叶病不得花叶病不得花叶病不得花叶病四、四、DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质（一）（一）RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据结论结论：烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNARNA控制其性状控制其性状，RNA是是烟草花叶病毒的遗传烟草

13、花叶病毒的遗传物质。物质。具有细具有细胞结构胞结构的生物的生物真核生物的遗传物质真核生物的遗传物质原核生物的遗传物质原核生物的遗传物质DNA 多数病毒的遗传物质是多数病毒的遗传物质是DNA少数病毒的遗传物质是少数病毒的遗传物质是RNA绝大多绝大多数生物数生物的遗传的遗传物质是物质是DNA（二）总结：（二）总结：DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质（既含DNA又含RNA）(噬菌体噬菌体)（烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒）病毒）植物细胞中植物细胞中DNA的载体：的载体：染色体、叶绿染色体、叶绿 体、线粒体体、线粒体动物细胞中动物细胞中DNA的载体：的载体：染色体、线粒体染色体、

14、线粒体所以说，所以说，染色体是染色体是DNA的主要载体的主要载体。五、五、DNA的分布的分布原核细胞和病毒没有染色体。原核细胞和病毒没有染色体。1.对遗传物质的最确切地描述是对遗传物质的最确切地描述是 （）A.生物体内由单核苷酸组成的一类物质生物体内由单核苷酸组成的一类物质B.细胞内核糖核酸和脱氧核糖核酸的总细胞内核糖核酸和脱氧核糖核酸的总称称C.能够控制生物性状遗传的物质能够控制生物性状遗传的物质D.具有传递、表达和改变遗传信息功能具有传递、表达和改变遗传信息功能的物质的物质D课堂练习课堂练习1.1.噬菌体外壳的合成场所是噬菌体外壳的合成场所是 A.A.细菌的核糖体细菌的核糖体 B.B.噬菌

15、体的核糖体噬菌体的核糖体C.C.噬菌体的基体噬菌体的基体 D.D.细菌的拟核细菌的拟核2.2.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是噬菌体在繁殖过程中利用的原料是A.A.自己的核苷酸和氨基酸自己的核苷酸和氨基酸B.B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸自己的核苷酸和细菌的氨基酸 C.C.细菌的核苷酸和氨基酸细菌的核苷酸和氨基酸D.D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸自己的氨基酸和细菌的核苷酸6.DNA6.DNA是主要的遗传物质是指（）是主要的遗传物质是指（）A.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.B.大多数生物的遗传物质是大多数生物的遗传物质是DNA DNA C.C.细胞里的细胞里的DNAD

16、NA大部分在染色体上大部分在染色体上D.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7.7.在肺炎双球菌的转化实验中在肺炎双球菌的转化实验中,使使R R型活菌转化型活菌转化成成S S型活菌的转化因子是：型活菌的转化因子是：A.A.荚膜荚膜 B.B.蛋白质蛋白质 C.C.多糖多糖 D.SD.S型细菌的型细菌的DNADNA2 2赫赫尔尔希希通通过过T T2 2噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌的的实实验验证证明明DNADNA是是遗遗传传物物质质，实实验验包包括括4 4个个步步骤骤：培培养养噬噬菌菌体体(侵侵染染细细菌菌)，3535S S和和3232P P标标记记噬噬菌菌体体，放放射射性性检检测测

17、，离离心心分分离离。实验步骤的先后顺序为实验步骤的先后顺序为()A B C DABB35s31 P 32PDNA是遗传物质BDDCA在肺炎双球菌的转化实验中，将在肺炎双球菌的转化实验中，将R R型活细菌与加热后杀型活细菌与加热后杀死的死的S S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，则此型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，则此过程中小鼠体内过程中小鼠体内S S型、型、R R型细菌含量变化情况最可能是型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项下图哪个选项()课后练习课后练习基础题基础题 1.（1）（）（）;(2)（）。）。2.C。3.D。拓展题拓展题1.实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠实验

18、表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。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：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；能够指导蛋白质合成，从而能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。能力；结构比较稳定等。