【教学课件】第三章基因的本质.ppt

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1、 第三章第三章 基因的本质基因的本质DNA是主要的遗传物质第第1节节本节聚焦1.科学家是怎么样证明DNA是遗传物质？2.为什么说DNA是主要的遗传物质？DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质格里菲思：肺炎双球菌（体内）转化实验格里菲思：肺炎双球菌（体内）转化实验艾艾 弗弗 里：肺炎双球菌（体外）转化实验里：肺炎双球菌（体外）转化实验赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒感染实验烟草花叶病毒感染实验S S型细菌中含有一种转化因子，能使型细菌中含有一种转化因子，能使R R型菌转化为型菌转化为S S型菌型菌使小鼠死亡。使小鼠死亡。转化因子是转化因子是DNA

2、DNA，DNADNA是遗传物质。是遗传物质。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、直接地观察它们的作用，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质。才能确定究竟谁是遗传物质。艾弗里的实验引起了人们的艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里实验中提取出的注意，但艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时还有，纯度最高时还有0.02%的的蛋白质。蛋白质。针对上述资料，你能否对该实验针对上述资料，你能否对该实验提出质疑？提

3、出质疑？【敢于质疑敢于质疑】噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌T T2 2噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图注意：病毒是非细胞结构的生物，离开细胞不能单独培养。注意：病毒是非细胞结构的生物，离开细胞不能单独培养。T2侵染大肠杆菌过程如下：侵染大肠杆菌过程如下：吸附吸附用尾部的末端吸附在细菌表面用尾部的末端吸附在细菌表面注入注入释放出溶菌酶，破坏细菌的局部，噬菌体释放出溶菌酶，破坏细菌的局部，噬菌体DNA进入进入细菌细胞，蛋白质外壳留在外面。细菌细胞，蛋白质外壳留在

4、外面。复制、合成复制、合成在噬菌体在噬菌体DNA指导下，以细菌体内的核苷酸为指导下，以细菌体内的核苷酸为原料合成噬菌体原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳。为原料合成噬菌体蛋白质外壳。组装组装一个蛋白质外壳装入一个噬菌体一个蛋白质外壳装入一个噬菌体DNA分子，组成一个分子，组成一个新的噬菌体。新的噬菌体。释放释放细菌破裂，释放出多个噬菌体细菌破裂，释放出多个噬菌体噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程：吸附吸附注入注入复制合成复制合成组装组装释放释放 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

5、，再去侵染其他的细再去侵染其他的细菌。菌。噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNADNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的合成出噬菌体的DNADNA、蛋白质、蛋白质新合成的新合成的DNADNA、蛋白质组、蛋白质组装成很多噬菌体装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体 噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？物质的作用下完成的？噬菌体是在噬菌体是在DNADNA的作用下完的作用下完成在

6、细菌体内的增殖的。成在细菌体内的增殖的。子代噬菌体的蛋白质和子代噬菌体的蛋白质和DNADNA分别是分别是怎样形成的？怎样形成的？DNADNA是自我复制形成的，蛋白质是在是自我复制形成的，蛋白质是在DNADNA指导下合成的指导下合成的 分别用分别用3535S S和和3232P P这两种这两种同位素标记噬菌体的蛋白质和同位素标记噬菌体的蛋白质和DNADNA。2 2、怎样才能让噬菌体的蛋白质和、怎样才能让噬菌体的蛋白质和DNADNA上被相应同位素标记上？上被相应同位素标记上？噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验材料处理：材料处理：讨讨 论：论：1、为什么为什么？必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白

7、质、其他物质与DNA分开，单分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。遗传物质。2、标记方法：标记方法：同位素标记法同位素标记法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNADNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记（标记（标记（标记32323232P P P P）（标记（标记（标记（标记35353535S S S S）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3232P P 和和3535S S的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌v分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T T

8、2 2噬菌体噬菌体，制备含制备含3232P P的的噬菌体和含噬菌体和含3535S S的噬菌体的噬菌体1、实验过程中搅拌和离心的目的什么？、实验过程中搅拌和离心的目的什么？2、用被、用被35S标记的噬菌体和被标记的噬菌体和被32P标记的噬菌体分标记的噬菌体分别去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，上清别去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，上清液和沉淀物分别是什么物质？液和沉淀物分别是什么物质？噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验搅拌：使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离搅拌：使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离离心：让上层清液中析出重量较轻的离心：让上层清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，噬菌体颗粒，

9、而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌上层清液：上层清液：T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒沉淀物：被感染的大肠杆菌沉淀物：被感染的大肠杆菌（2）实验过程：）实验过程：蛋白质含蛋白质含35S的噬菌体的噬菌体+细菌细菌(未标记未标记)上清液上清液(含含T2噬菌体颗噬菌体颗粒粒)沉淀沉淀(被感染的细菌被感染的细菌和新形成的噬菌体和新形成的噬菌体)说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内离心离心用放射性同位素用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质标记噬菌体外壳蛋白质-含放射性物质含放射性物质35S-未检测到未检测到35S用放射性同位素用放射性同位

10、素32P标记内部标记内部DNADNA含含32P的噬菌体的噬菌体+细菌细菌(未标记未标记)(T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒)新形成的噬菌体中新形成的噬菌体中说明说明DNA进入到细菌内去了进入到细菌内去了离心离心-未检测到未检测到32P-检测到检测到32P实验过程及结果：实验过程及结果：第一组第一组 实验实验第二组第二组实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体35 S标记标记蛋白质蛋白质32 32 P标记标记DNA 寄主寄主细胞内细胞内无无35S标标记蛋白质记蛋白质有有32P标标记记DNA子代子代噬菌体噬菌体外壳蛋白外壳蛋白质无质无35SDNA有有32P标记标记实验实验结论结论DNA分分子具有连子具有连续性，是续性

11、，是遗传物质遗传物质在噬菌体中，亲代和子代之间具在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是有连续性的物质是DNADNA，而不是蛋白质。，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的通过亲代的DNADNA遗传给后代的，因此，遗传给后代的，因此，DNADNA才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验实验结论实验结论：n以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点?个体小个体小,结构简单结构简单,容易看出因遗传物质改变导容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化致的结构和功能的变化.繁殖

12、快繁殖快.思思考考与与讨讨论论 这些实验中共同的实验设计思路是什么这些实验中共同的实验设计思路是什么?设法把设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地和蛋白质分开，单独地、直接地去观察去观察DNA的作用。的作用。注意：在搅拌和离心之前注意：在搅拌和离心之前,为什么只为什么只是短暂保温培养？是短暂保温培养？如果保温培养时间过长，会造成噬菌体释如果保温培养时间过长，会造成噬菌体释放出来，对实验造成影响。放出来，对实验造成影响。但是时间如果过短也不行，这样可能噬菌但是时间如果过短也不行，这样可能噬菌体没有充分注入。体没有充分注入。用放射性同位素用放射性同位素32P标记内部标记内部DNADNA含含32P

13、的噬菌体的噬菌体+细菌细菌(未标记未标记)(T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒)新形成的噬菌体中新形成的噬菌体中时间过长或者过短上层清液中也能检测到放射性时间过长或者过短上层清液中也能检测到放射性32P离心离心-未检测到未检测到32P-检测到检测到32P 实验名称实验名称项目项目肺炎双球菌（体肺炎双球菌（体外）转化实验外）转化实验噬菌体侵染细噬菌体侵染细菌实验菌实验 设计思路设计思路实验设计原则实验设计原则处理方式处理方式结论结论两个经典实验比较：两个经典实验比较：将将DNADNA、蛋白质分开，单独地、直接地观、蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用察它们的作用对照、单一变量对照、单一变量直接分离直接

14、分离间接分离（同位素标记）间接分离（同位素标记）DNADNA是遗传物质，蛋是遗传物质，蛋白质不是白质不是DNADNA能产生能产生可遗传的变异可遗传的变异 DNA DNA是遗传物质是遗传物质DNADNA指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成 在细胞核里的在细胞核里的染色体是由蛋白质染色体是由蛋白质和和 DNA组成的。组成的。但蛋白质的含量和但蛋白质的含量和结构都不够稳定，结构都不够稳定，而且本身不能够进而且本身不能够进行复制，因此不能行复制，因此不能够充当遗传物质够充当遗传物质。单击画面继续再想一想，蛋白再想一想，蛋白质能否作为遗传质能否作为遗传物质？物质？DNA的分布的分布主要在染色体上主要在染色体

15、上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNA的的主要载体）主要载体）单击画面继续单击画面继续DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？此实验证明此实验证明:烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质是遗传物质是RNA，蛋白质，蛋白质不是遗传物质不是遗传物质RNA（核糖核酸）（核糖核酸）有些病毒（如有些病毒（如烟草花烟草花 叶病毒叶病毒），），它们不含有它们不含有DNA,只含有只含有RNA。在在这种情况下，这种情况下，RNA就起着遗传物质的就起着遗传物质的作用。作用。单击画面继续目前，已有充目前，已有充分的科学研究分

16、的科学研究资料证明，资料证明，绝绝大多数生物大多数生物都都以是以是DNA作为作为遗传物质的。遗传物质的。DNA主要的遗传物质主要的遗传物质课堂课堂小结小结_是一切生物的遗传物质，核酸包是一切生物的遗传物质，核酸包括括_.细胞生物的遗传物质是细胞生物的遗传物质是_，病毒的，病毒的遗传物质是遗传物质是_。绝大多数生。绝大多数生物都是以物都是以DNA作为遗传物质的，因此作为遗传物质的，因此_是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。DNA主要存在于染色体上，因此，主要存在于染色体上，因此，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.核酸核酸脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核）和核糖核酸（酸（RNA）DNADNADNA或或RNA四个实验验证过程四个实验验证过程谢谢！谢谢！