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1、 第第3 3章章 第第1 1节 DNA DNA是主要的是主要的遗传物物质作为遗传物质所必须具备的特点作为遗传物质所必须具备的特点: :1. 1. 能够准确地能够准确地复制复制自己自己, ,传递给下一代传递给下一代. .2.2.结构结构比较比较稳定稳定; ;贮存贮存大量的大量的遗传信息遗传信息; ;4. 4. 能够指导蛋白质的合成能够指导蛋白质的合成, , 从而从而控制生物的性状和代谢控制生物的性状和代谢. .S型细菌型细菌R型细菌型细菌菌体菌体菌落菌落毒性毒性形态形态有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜没有多糖类的荚膜没有多糖类的荚膜光滑光滑粗糙粗糙有毒性有毒性没有毒性没有毒性无毒性的无毒性的R R型
2、活细菌型活细菌注射到小注射到小鼠体内，不死亡。鼠体内，不死亡。有毒性的有毒性的S S型活细菌型活细菌注射到小鼠注射到小鼠体内，患败血症死亡体内，患败血症死亡。（一）肺炎双球菌的转化实验（一）肺炎双球菌的转化实验加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到注射到小鼠体内，不死亡。小鼠体内，不死亡。无毒性无毒性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小鼠体内，后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。小鼠患败血症死亡。格里菲斯推论格里菲斯推论：已经加热杀死的已经加热杀死的S型细菌中必然含有某种型细菌中必然含有某种转化因子转化因子，这种转化，这种转化因子能将
3、无毒的因子能将无毒的R型活菌转化为有毒的型活菌转化为有毒的S型活菌。型活菌。结论：结论：DNA才是使才是使R型细菌发生稳定遗传变化型细菌发生稳定遗传变化的物质，即的物质，即DNA是遗传物质。而蛋白质不是是遗传物质。而蛋白质不是遗传物质。遗传物质。二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯噬菌体：是一种病毒。噬菌体：是一种病毒。病病毒：毒：一类无细胞结构的生物，必须生活在活细胞中。一类无细胞结构的生物，必须生活在活细胞中。结构简单，化学成分是结构简单，化学成分是蛋白质和核酸蛋白质和核酸(DNA或或RNA)。病毒分类（病毒分类（1
4、）：）：病毒分类（病毒分类（2）：）：植物病毒植物病毒: : 烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）动物病毒动物病毒: : HIV,SARS病毒病毒细菌病毒：细菌病毒： 噬菌体噬菌体DNA病毒：病毒：噬菌体噬菌体RNA病毒病毒：如流感病毒，天花病毒，如流感病毒，天花病毒，HIV(艾滋艾滋)病毒，病毒，SARS（非典病毒），（非典病毒），乙肝病毒等。乙肝病毒等。DNA: C H O NDNA: C H O N 3232P P蛋白质：蛋白质：C H O NC H O N 3535S S怎怎样将将DNADNA和蛋和蛋白白质区区分开分开, ,单独独观察察他他们的的作用？作用？同位素示踪法：同位素示
5、踪法：用具有放射性的同位素用具有放射性的同位素标记某种物某种物质，从而跟踪某种物从而跟踪某种物质的方法，也叫同位素示踪法。的方法，也叫同位素示踪法。1 1H -H -3 3H H1212C C-14-14C C1616O-O-1818O O 1414N-N-1515N N3131P-P-3232P P 3232S-S-3535S S标记噬菌体的方法：（1）标记细菌。在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌（2）标记噬菌体。用上述细菌培养噬菌体，分别制备含32P 和35S的噬菌体。实验方法步骤实验方法步骤（1）标记细菌）标记细菌（2）标记噬菌体（一组用）标记噬菌体（一组用32P标
6、记标记DNA,一一组用组用35S标记蛋白质）标记蛋白质）（3）噬菌体侵染细菌）噬菌体侵染细菌（4）搅拌离心：上清液（培养液）搅拌离心：上清液（培养液）沉淀物（大肠杆菌）沉淀物（大肠杆菌）（5）观察放射性分布）观察放射性分布被被35S标记标记的噬菌体的噬菌体被被32P标记标记的噬菌体的噬菌体被被35S标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合被被32P标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合搅拌搅拌离心离心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低放射性很低放射性很低放射性很高放射性很高赫尔希和蔡斯的实验表明赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体在侵染细菌的时候，蛋白质外噬菌体在侵染细菌的时候，蛋白
7、质外壳留在细菌外面，壳留在细菌外面，DNA进入到细菌内部。子代噬菌体的各种性状，进入到细菌内部。子代噬菌体的各种性状，是通过是通过DNA遗传的，遗传的，DNA是真正的遗传物质。是真正的遗传物质。噬菌体的结构噬菌体的结构噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程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DNA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合利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的成出噬菌体的DNA、蛋白质、蛋白质新合成的新合成的DNA、蛋白质组装、蛋白质组装成很多噬菌体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
8、结论：结论：结论：结论：DNADNA是遗传物质，蛋白质不是遗是遗传物质，蛋白质不是遗是遗传物质，蛋白质不是遗是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。传物质。传物质。传物质。噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的过程烟草花叶病毒烟草花叶病毒感染烟草感染烟草提取蛋白质提取蛋白质提取提取RNA后来的研究证明，遗传物质除了后来的研究证明，遗传物质除了DNA以外还有以外还有RNA。有些病毒不含。有些病毒不含DNA，只含有蛋白质和，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。在这些病毒中，如烟草花叶病毒。在这些病毒中，RNA是遗传是遗传物质。物质。RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据(1).总结生物的遗传物质总结生物的
9、遗传物质: * *凡由凡由细胞构成的生物胞构成的生物( (原核生物和真核生物原核生物和真核生物) ) 有有DNADNA和和RNA,RNA,但是但是遗传物物质只是只是DNADNA * *大多数病毒大多数病毒( (DNADNA病毒病毒）遗传物物质是是-DNA-DNA 极少数病毒极少数病毒 (RNA (RNA病毒病毒) ) 遗传物质是遗传物质是-RNA-RNA(2).如何理解如何理解”DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质”?绝大数生物的大数生物的遗传物物质DNADNA噬菌体侵染细菌的实验在实际操作噬菌体侵染细菌的实验在实际操作中出现误差的原因中出现误差的原因(1)32P标记噬菌体时，上清液中出现少
10、量放射性的原因：A:保温时间过短保温时间过短（一部分噬菌体没有浸染到细菌内部，离心后分布有上清液中）B:保温时间过长保温时间过长(噬菌体在细菌内部增殖后被释放到细胞外，离心后分布于上清液)（2）35S标记噬菌体时，沉淀物中出现少量放射性的原因：搅拌不充分搅拌不充分，少量蛋白质外壳留在细菌表面。TMV（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）HRVRNARNA蛋白质外膜蛋白质外膜HRVTMV+“杂种品种杂种品种”烟草烟草4、如果用、如果用15N、32P、35S标记噬菌体标记噬菌体后让其后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为成分中，能
11、够找到的放射性元素为()15N和和35S15N和和32P15N15N、32P、35SB5 5、某某科科学学家家做做“噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌实实验验”时时，分分别别用用同同位位素素3232P P和和3535S S做了标记做了标记( (见下表见下表) )： 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 此此实实验验所所得得结结果果是是子子噬噬菌菌体体和和母母噬噬菌菌体体的的外外形形及及侵侵染染细菌的特性均相同。请分析：细菌的特性均相同。请分析：(1)(1)子噬菌体的子噬菌体的DNADNA分子中含有
12、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 。 32P、31P35SDNA是遗传物质是遗传物质6 6、烟草花叶病毒（、烟草花叶病毒（TMVTMV）和车前草病毒（）和车前草病毒（HRVHRV）均为能感染烟叶使之出现感染）均为能感染烟叶使之出现感染斑的斑的RNARNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNARNA，由于两者的亲，由于两者的亲缘关系较近，能重组其缘关系较近，能重组其RNARNA和蛋白质形成类似和蛋白质形成类似“杂种
13、杂种”的新品系病毒感染烟叶，的新品系病毒感染烟叶，请据下图回答问题：请据下图回答问题：a a为为TMVTMV的蛋白质的蛋白质感染，感染，b b为为TMVTMV的的RNARNA感染，感染，c c为为HRVHRV的蛋白质感染，的蛋白质感染，d d为为HRVHRV的的RNARNA感染，感染，e e为为HRVHRV的蛋白质的蛋白质与与 TMVTMV的的 RNA RNA杂交感染，杂交感染，f f为为TMVTMV的蛋白质的蛋白质与与HRVHRV的的RNARNA杂交感染。杂交感染。1 1）a a与与b b，c c与与d d的结果不同，说明的结果不同，说明_。2 2）b b与与d d的结果不同，说明的结果不同
14、，说明_。3 3）e e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自质的模板来自_，合成蛋白质的原料氨基酸由，合成蛋白质的原料氨基酸由_提供。提供。4 4）f f中的杂交病毒感染后，子代病毒具有来自中的杂交病毒感染后，子代病毒具有来自_的的RNARNA和和来自来自_ _ 的蛋白质。的蛋白质。在无在无DNA的情况下，的情况下，RNA是遗传物质，是遗传物质，能控制性状遗传，而蛋白质不是遗传物质能控制性状遗传，而蛋白质不是遗传物质 不同的不同的RNA控制不同的性状控制不同的性状 TMV的的RNA 烟叶细胞烟叶细胞 HRV 由由HRV的的RNA控制合成控制合成
