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1、第3章 基因的本质 第一节DNA是主要遗传物质,对遗传物质的早期推测,蛋白质的基本组成单位氨基酸 氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息 蛋白质是生物体主要的遗传物质,挑战,？,实验材料：,两种肺炎双球菌,R型菌 菌落:粗糙 无荚膜，无毒。,S型菌 菌落:光滑(Smooth) 有荚膜，有毒。,一、肺炎双球菌的转化实验,(Rough),1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。,2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。,3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。,4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。,（一）格里菲思的肺炎双
2、球菌体内转化实验,？,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转化因子,格里菲思实验的结论是什么?,实验结论：,“转化因子”是什么？,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,寻找转化因子：,但究竟哪一个才是转化因子呢？,在证明DNA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思路是什么？,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，才能确定究竟谁是遗传物质。,（二）、 艾弗里确定转化因子的实验,R型细菌,R型细菌,只长R型菌,只长R型菌,R型细菌,实验过程：,实验过程：,多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA+DNA酶,分别与R型活细菌混合培养,R
3、 R R R R S R,S型活细菌,R S,多数,少数,艾弗里确定转化因子的实验 1944年,DNA,“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质,DNA纯度越高，转化越有效,实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）,这个实验结论足以让所有科学家信服吗？,思考：,1、加入DNA酶的组意图何在？,2、分析实验结果，能得出什么结论？,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DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有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？,1952年，赫尔希
4、和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.,思维碰撞,实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌,噬菌体的结构模式图,二.噬菌体侵染细菌的实验,T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA,T2 噬菌体的特点, 是一种专门寄生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DNA 在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。,噬菌体,大肠杆菌,噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,合成,组装,释放,吸附,注入,1、实验材料：,大肠杆菌 ，T2噬菌体,2、实验方法：放射性同位素标记法,二。噬菌体侵染细
5、菌的实验,蛋白质的组成元素：,DNA 的组成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,（标记 35S ）,（标记 32P）,思考：噬菌体侵染细菌实验中,为什么选择35S和32P分别标记蛋白质和DNA,用14C和18O可以吗?,不可以. 因为在DNA和蛋白质中都含有C和O;而绝大多数的S存在于蛋白质中;绝大多数的P存在于DNA中,3、实验过程：,(1)标记细菌,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,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,含35S的噬菌体+细菌 含3
6、2P的噬菌体+细菌,:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低 : 上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,二。噬菌体侵染细菌的实验,标记 侵染 搅拌 离心， 检测,实验步骤,标记细菌,标记噬菌体,噬菌体侵染细菌（短时间保温）,搅拌离心,观察放射性的分布,“短时间”：保证子代噬菌体的DNA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，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解,“保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。,搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离,离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。,内部DNA不存在了的噬菌
7、体外壳,噬菌体比大肠杆菌轻,4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：,上清液： 沉淀物：,噬菌体,细菌,(外壳),(被注入的DNA),蛋白质,DNA,有放射性,无,无,有放射性,上清液“放射性很高” 沉淀物“放射性很高”？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分离不完全 (噬菌体蛋白质外壳),释放出来的、未侵染的噬菌体,/释放的/未侵染的),DNA 是遗传物质,DNA是唯一的遗传物质吗？,流感病毒,SARS病毒,烟草花叶病毒,下面这些生物的遗传物质是什么？,敢于质疑,如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出
8、现致病斑。,课堂延伸,烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,思路:烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，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,仅RNA能使烟草产生原样病斑 仅蛋白质能使烟草产生原样病斑 RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑,若出现结果则仅RNA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RNA和蛋白质都是遗传物质,预测结果： （现象）,提出问题：,作出假设：,设计实验：,课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,得出结论：,实验探究,结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,分离,分离,重
9、组,重组,感染,新的病毒,产生 哪种 病毒？,RNA病毒的遗传物质是RNA,三.烟草花叶病毒重建实验,细胞结构生物,原核生物 真核生物,遗传物质是DNA,非细胞结构生物,遗传物质是RNA,只含DNA的病毒： 只含RNA的病毒：,生物,四。总结,4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。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DNA是遗传物质。,3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。,2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA,1、一切生物的遗传物质是核酸,4、噬菌体侵染
10、细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳DNA可以指导蛋白质的合成。,1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理，DNA仍具有生物活性DNA分子结构具有相对稳定性。,2、肺炎双球菌转化实验中，R型细菌可以转化生成S型细菌DNA可以发生可遗传的变异。,3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。,能产生可遗传变异,具有相对稳定的结构,能自我复制,使亲子代具有一定的连续性,能指导蛋白质合成，从而控制生物性状,五，作为遗传物质所必须具备的特点:,课堂小结,_是一切生物的遗传物质，核酸包括_. 细胞生物的遗传物质是_，病毒的遗传物质是_。绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此_是主要的遗传物质。 DNA主要存在于染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体.,核酸,脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）,DNA,DNA,DNA或RNA,
