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1、自从摩尔根提出基因的染色体理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象自从摩尔根提出基因的染色体理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象自从摩尔根提出基因的染色体理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象自从摩尔根提出基因的染色体理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象的的的的“因子因子因子因子”，而是存在于染色体上的一个个单位。但是基因到底是什么呢？摩，而是存在于染色体上的一个个单位。但是基因到底是什么呢？摩，而是存在于染色体上的一个个单位。但是基因到底是什么呢？摩，而是存在于染色体上的一个个单位。但是基因到底是什么呢？摩尔根在他的尔根在他的尔根在他的尔根在他的基因论基因论基因论基因论一书的末尾说：一书的
2、末尾说：一书的末尾说：一书的末尾说：“我们仍然我们仍然我们仍然我们仍然很难放弃这个可爱的假设：就是基因之很难放弃这个可爱的假设：就是基因之很难放弃这个可爱的假设：就是基因之很难放弃这个可爱的假设：就是基因之所以稳定，是因为它代表着一个有机的所以稳定，是因为它代表着一个有机的所以稳定，是因为它代表着一个有机的所以稳定，是因为它代表着一个有机的化学实体。化学实体。化学实体。化学实体。”这个假设成立吗？这个假设成立吗？这个假设成立吗？这个假设成立吗？第第第第3 3章基因的本质章基因的本质章基因的本质章基因的本质DNA是主要的遗传物质白慧涓课件3.1 DNA3.1 DNA3.1 DNA3.1 DNA是
3、主要的是主要的是主要的是主要的遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质 通过对细胞通过对细胞有丝分裂、有丝分裂、减数分裂和受精过程减数分裂和受精过程的研的研究，人们了解到染色体在究，人们了解到染色体在生物的传宗接代过程中，生物的传宗接代过程中，能够保持一定的稳定性和能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为连续性。因此，人们认为染色体染色体在遗传上起着主要在遗传上起着主要作用。作用。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测在在50年代后期当遗传学界普年代后期当遗传学界普遍认可遍认可DNA是遗传物质是遗传物质这个这个观点时，年迈的埃弗里已溘然观点时，年迈的埃弗里
4、已溘然长逝。长逝。究竟埃弗里如何得出究竟埃弗里如何得出“DNA是遗传物质是遗传物质”的结论的呢？的结论的呢？艾弗里艾弗里AVERY于于1944年关于年关于DNA携携带遗传信息的发现代表了遗传带遗传信息的发现代表了遗传学领域中一个重要的成就，他学领域中一个重要的成就，他没能得到诺贝尔奖是很遗憾的。没能得到诺贝尔奖是很遗憾的。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件R型菌型菌（无多糖荚膜、菌落（无多糖荚膜、菌落粗糙、无毒性）粗糙、无毒性）S型菌型菌（多糖荚膜、菌落光（多糖荚膜、菌落光滑、有毒性、可致小滑、有毒性、可致小老鼠患败血症死亡）老鼠患败血症死亡）肺肺炎炎双双球球菌菌二、格里菲斯的肺炎双球菌二、格里
5、菲斯的肺炎双球菌的体内转化实验的体内转化实验S S型菌落型菌落型菌落型菌落( (光滑光滑光滑光滑) )R R型菌落型菌落型菌落型菌落( (粗糙粗糙粗糙粗糙) )DNA是主要的遗传物质白慧涓课件小鼠死亡小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠死亡且活小鼠死亡且活SS型加热型加热R型活菌型活菌混合混合加热杀死的加热杀死的S菌菌R型活菌型活菌S型活菌型活菌实实验验一一、肺肺炎炎双双球球菌菌的的转转化化（体体内内）实实验验1234DNA是主要的遗传物质白慧涓课件肺炎双球菌内有肺炎双球菌内有肺炎双球菌内有肺炎双球菌内有DNADNA、蛋白质、多糖、蛋白质、多糖、蛋白质、多糖、蛋白质、多糖等化等化等化等
6、化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？学成分，到底哪种成分是转化因子呢？学成分，到底哪种成分是转化因子呢？学成分，到底哪种成分是转化因子呢？新问题新问题可以可以遗传遗传的的R R型活菌型活菌型活菌型活菌+ +加热杀死加热杀死加热杀死加热杀死S S型菌型菌型菌型菌S S型活菌型活菌型活菌型活菌+R+R型活菌型活菌型活菌型活菌加热加热加热加热杀死的杀死的杀死的杀死的S S型型型型菌菌菌菌含有促成转化含有促成转化含有促成转化含有促成转化的活性物质的活性物质的活性物质的活性物质“ “转化因子转化因子转化因子转化因子” ”如何设计实验判断是如何设计实验判断是DNA、蛋白质还是多糖是遗传物质、蛋白质还是多糖
7、是遗传物质？DNA是主要的遗传物质白慧涓课件实验二、实验二、1944年美国科学家艾弗里年美国科学家艾弗里肺炎双球肺炎双球菌菌的转化（的转化（体外体外）实验）实验R型细菌DNA纯纯度越高转度越高转化效率越化效率越高。高。设法将DNA与蛋白质分开，单独地.直接地去观察它们的作用。以上成功之处，把几中成分分离后独立1科学的结论来自于科学的实验，同样也来自于对实验结果的正确说明。 提出问题讲述研究的过程和方法得出结论提出新问题讲述新的研究过程和方法得出新结论” 任何一项科学成就，都是一个“实践、认识、再实践、再认识”的过程S型细菌DNA是主要的遗传物质白慧涓课件艾弗里证明艾弗里证明DNADNA是遗传物
8、质的实验是遗传物质的实验 19441944DNA是主要的遗传物质白慧涓课件噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体的的的的模模模模式式式式图图图图三、三、T2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验1952年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌T2噬菌体作为实验材料噬菌体作为实验材料噬菌体：噬菌体：是感染细菌、真菌、是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的放线菌或螺旋体等微生物的病毒。病毒。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件T T2 2噬菌体（一种专门吸附在噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上的病毒）大肠杆菌上的病毒）放大放大2500025000倍倍 DNA是主要的遗传物质白慧涓课件噬噬噬噬菌菌菌菌
9、体体体体的的的的模模模模式式式式图图图图三、三、T2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验同位素示踪法同位素示踪法1952年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌T2噬菌体作为实验材料噬菌体作为实验材料60%40%C、H、O、N、P（标记（标记32p）C、H、O、N、S（标记（标记35s）增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。进行增殖。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件DNA是主要的遗传物质白慧涓课件亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细胞内寄主细胞内子代噬菌体子代噬
10、菌体32P标记标记DNA无无32P标记标记DNADNA有有32P标记标记35S标记蛋白质标记蛋白质无无35S标记标记蛋白质蛋白质外壳蛋白质外壳蛋白质无无35SDNA分子在亲子代之间具有分子在亲子代之间具有连续性连续性，是是遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质，蛋白质不是遗传物质噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，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，是通过亲代的子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的传递的才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质DNA是主要的遗传物质白慧涓课件噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌
11、的过程DNA是主要的遗传物质白慧涓课件噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1.培养细菌培养细菌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的培养基中培养细菌。的培养基中培养细菌。2.培养培养T2 2噬菌体噬菌体分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T2 2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的的噬菌体。噬菌体。3.感染感染分别用含分别用含32p的噬菌体和含的噬菌体和含35s的的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件DNA是主要的遗传物质白慧涓课件DNA是主要的遗传物质白慧涓课件小小结结1.格
12、里菲思格里菲思肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验存在转化因子存在转化因子2.艾弗里艾弗里肺炎双球菌的转化因子实验肺炎双球菌的转化因子实验DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质是遗传物质，蛋白质不是遗传物质3.赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯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DNA是遗传物质是遗传物质4.有些病毒不含有些病毒不含DNA，只含，只含RNA和蛋白质和蛋白质RNA是遗传物质是遗传物质DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质白慧涓课件对遗传物质的早期推测蛋白质是蛋白质是遗传物质遗传物质DNA是是遗传物质遗传物质DNA是主要是主要的遗传物质的遗传物质证明D
13、NA是遗传物质的两个经典实验绝大多数生物的遗传物质是DNA肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白质 RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质白慧涓课件练习练习1.19441.1944年，美国科学家艾弗里等人的年，美国科学家艾弗里等人的研究工作表明，导致研究工作表明，导致R R型细菌（无毒型细菌（无毒性）转化成为性）转化成为S S型细菌（有毒性）的主型细菌（有毒性）的主要因素是要因素是 A.SA.S型细菌的型细菌的DNADNA水解酶水解酶 B.SB.S型细菌的型细菌的DNADNA和蛋白质和蛋白质C.RC.R型细菌的水解酶和型细菌的水解酶和S S型细菌的型细菌的DN
14、A DNA D.SD.S型细菌的型细菌的DNADNADNA是主要的遗传物质白慧涓课件2.2.噬噬 菌菌 体体 侵侵 染染 细细 菌菌 的的 实实 验验 可可 以以 证证 明明 （ ） A.DNAA.DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 B. B. 噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNADNAC C. .所有生物的遗传物质是所有生物的遗传物质是DNA DNA D. D. 噬菌体的成份是噬菌体的成份是DNADNA和蛋白质和蛋白质DNA是主要的遗传物质白慧涓课件3.3.肺炎双球菌中的肺炎双球菌中的S S型具有多糖类荚膜，型具有多糖类荚膜，R R型则型则没有。下列叙述错误的是（没有。下列叙述错误
15、的是（ ）A A培养培养R R型活细菌时加型活细菌时加S S型细菌的蛋白质，不能型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌产生具有荚膜的细菌B B培养培养R R型活细菌时加型活细菌时加S S型细菌型细菌DNADNA的完全水解的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌产物，不能产生具有荚膜的细菌C C培养培养R R型活细菌时加型活细菌时加S S型细菌型细菌DNADNA，能够产生，能够产生具有荚膜的细菌具有荚膜的细菌D D培养培养R R型活细菌时加型活细菌时加S S型细菌的多糖类物质，型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌能够产生一些具有荚膜的细菌DDNA是主要的遗传物质白慧涓课件 4.4.在噬菌
16、体侵染细菌的实验中，在噬菌体侵染细菌的实验中，如果用如果用3232P P和和3535S S分别标记噬菌体的分别标记噬菌体的DNADNA和蛋白质外壳，结果复制出来和蛋白质外壳，结果复制出来的子代噬菌体的子代噬菌体 （ ） A.A.不含不含3535S S，一部分含，一部分含 3232P P B.B.不含不含3232P P ，部分含，部分含3535S SC.C.含含3232P P和和3535D.D.不含不含3535S,S,全部含全部含3232P PDNA是主要的遗传物质白慧涓课件 5.5.如果用如果用3232P P、3535S S分别标记噬菌分别标记噬菌体的的体的的DNADNA和蛋白质外壳，当他和蛋
17、白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，侵染到细菌体内后，经多次复制，所释放出来的子代噬菌体绝大部所释放出来的子代噬菌体绝大部分（分（ ）A.A.不含不含 3232P B. P B. 含含3232P PC.C.不含不含3232P P和和3535S S D. D. 含含 3232P P和和3535S SADNA是主要的遗传物质白慧涓课件RNA也是遗传物质也是遗传物质实验四：实验四：烟草花叶病毒感染烟草花叶病毒感染(TMV)实验实验四、DNA是主要的遗传物质烟草花叶病毒（TMV）被病毒感染的烟草叶片DNA是主要的遗传物质白慧涓课件格里菲思转化实验过程格里菲思转化实验过程DNA是主要的遗传物质白
18、慧涓课件DNA是主要的遗传物质白慧涓课件DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质思考与讨论思考与讨论科学与技术1.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？2.虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但实验的设计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么？3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？DNA是主要的遗传物质白慧涓课件课堂总结课堂总结对遗传物质的早期推测蛋白质是遗传物质DNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质证明DNA是遗传物质的两个经典实验绝大
19、多数生物的遗传物质是DNA肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验DNA是主要的遗传物质白慧涓课件（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性（传递）；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程（表达）；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力（储存）；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代（改变）。 作为遗传物质至少要具备以下4个条件：组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。由于氨基酸的种类和数量不同，排列顺序不同，可以组成无数种蛋白质，这一点符合上述的第三个条件。蛋白质（特别是酶）能够控制生物的性状和代谢
20、，这一点符合第二个条件。但是蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定；它也不能遗传给后代，所以蛋白质不可能是遗传物质。 科学研究已经充分证明，核酸具备上述4个条件，所以核酸才是生物体的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。绝大多数生物体的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件 “在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？” 蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80100 的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55 左右时，DN
21、A双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。 DNA是主要的遗传物质白慧涓课件有关实验及结论：（1）肺炎双球菌的转化实验转化因子是什么？（2）噬菌体侵染细菌的实验遗传物质是什么？（3）烟草花叶病毒侵染烟草的实验进一步明确遗传物质是什么。得出以下结论：（1）DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是。（因为艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细胞才能够转化为S型细菌。）（2）遗传物质是DNA。（因为DNA进入了细菌体内复制，并复制合成自身的蛋白质。所以在子代噬菌体内，没有亲代噬
22、菌体内蛋白质被标记的元素。）（3）RNA也可以是遗传物质。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：（1）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；（2）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是主要的遗传物质；（3）染色体是DNA的主要载体；（4）遗传物质控制蛋白质的合成，并由蛋白质表达遗传信息。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件1997年，诺贝尔生理医学将授予了美年，诺贝尔生理医学将授予了美国生命科学家普鲁西纳，因为他发现国生命科学家普鲁西纳，因为他发现了一种全新的致病因子了一种全新的致病因子朊病毒朊病毒（疯牛病病毒）。发现不管用（疯牛病病毒）。发
23、现不管用DNA酶、酶、RNA酶处理该致病因子，感染组织遭酶处理该致病因子，感染组织遭破坏后仍然保留感染性。由此推断其破坏后仍然保留感染性。由此推断其化学本质不可能是化学本质不可能是_。DNA或或RNA资料一DNA是主要的遗传物质白慧涓课件败血症败血症:是是病菌侵入血流循环而发生的全身性感染病菌侵入血流循环而发生的全身性感染。细菌。细菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随血流可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随血流到各器官组织造成迁徙性病灶。到各器官组织造成迁徙性病灶。（1）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸加快、心）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸加快、心率增速等
24、；严重者出现神志改变或感染性休克；肝脾肿大，率增速等；严重者出现神志改变或感染性休克；肝脾肿大，以瘀点为主的皮疹，大关节疼痛或红肿。病程长者常发生以瘀点为主的皮疹，大关节疼痛或红肿。病程长者常发生迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。（2）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，血培养）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，血培养有致病菌生长。有致病菌生长。小资料小资料DNA是主要的遗传物质白慧涓课件艾弗里的实验：艾弗里的实验：艾弗里的实验：艾弗里的实验：艾弗里的实验：艾弗里的实验：结论：结论：DNA是使是使R型菌产生稳定遗传变化的物质型菌产生稳定遗传变化的物质DN
25、A是遗传物质是遗传物质蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质实验实验探究探究 烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）是基本成分是蛋白质和）是基本成分是蛋白质和RNARNA，体内无，体内无DNADNA，请设计实验探究烟草花叶病，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？毒的遗传物质？蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结论：实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA。实验结果出现病斑不出现病斑实验结果DNA是主要的遗传物质白慧涓课件三、生物的遗传物质生生物物种种类类动物动物植物植物细菌细菌真菌真菌病毒病毒DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒遗传物质是遗传物质是DNA
26、DNA遗传物质是遗传物质是RNARNA结论：结论：绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNADNA。所以。所以 说说DNADNA是是主要主要的遗传物质。的遗传物质。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件分离分离重组重组感染新的病毒知识建构4RNA是遗传物质。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验DNA是主要的遗传物质白慧涓课件T T2 2噬菌体（一种专门吸附在噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上的病毒）大肠杆菌上的病毒）放大放大2500025000倍倍 DNA是主要的遗传物质白慧涓课件14C 3H 18 15N 32P 35S C H O N P S放射性同
27、位素标记技术放射性同位素标记技术DNA是主要的遗传物质白慧涓课件三三. .烟草花叶病毒的侵染实验烟草花叶病毒的侵染实验 烟草花叶病毒（简称烟草花叶病毒（简称TMVTMV），它的基本），它的基本成分就是蛋白质和成分就是蛋白质和RNARNA。DNA是主要的遗传物质白慧涓课件DNA是主要的遗传物质白慧涓课件结论：结论：RNARNA是烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质19571957年，格勒和施拉姆年，格勒和施拉姆DNA是主要的遗传物质白慧涓课件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成出噬菌利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的体的DNA、蛋白质、蛋白质新合成的新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体、蛋白质组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DNA是主要的遗传物质白慧涓课件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合成合成组装组装释放释放DNA是主要的遗传物质白慧涓课件
