必修②3.1 DNA是主要遺傳物質(zhì)

1、染染色色體體DNADNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)1. 20世紀(jì)世紀(jì)20年代：人們認(rèn)識(shí)到什年代：人們認(rèn)識(shí)到什么是生物體的遺傳物質(zhì)？為什么？么是生物體的遺傳物質(zhì)？為什么？2. 20世紀(jì)世紀(jì)30年代：哪種觀點(diǎn)占主年代：哪種觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位？為什么？導(dǎo)地位？為什么？ 美國科學(xué)家美國科學(xué)家 艾弗里（艾弗里（1877-1955） 首先通過實(shí)驗(yàn)證據(jù)對(duì)首先通過實(shí)驗(yàn)證據(jù)對(duì)“蛋白蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)質(zhì)是遺傳物質(zhì)”這一觀點(diǎn)提這一觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的科學(xué)家是誰？出挑戰(zhàn)的科學(xué)家是誰？ 艾弗里的實(shí)驗(yàn)又是在艾弗里的實(shí)驗(yàn)又是在英英國科學(xué)家國科學(xué)家格里菲斯格里菲斯的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的R型

2、菌型菌S型菌型菌菌落菌落莢膜莢膜毒性毒性S型細(xì)菌型細(xì)菌表面表面R型細(xì)菌型細(xì)菌表面表面光滑光滑有有有有粗糙粗糙無無無無請(qǐng)你閱讀課本請(qǐng)你閱讀課本P43第三段，比較兩種肺炎雙球菌第三段，比較兩種肺炎雙球菌的不同：的不同：多糖類莢膜多糖類莢膜二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1234步驟步驟處理方法處理方法結(jié)果結(jié)果結(jié)結(jié) 論論R R型型活菌活菌菌菌活活S型活菌有毒型活菌有毒死死 體內(nèi)有體內(nèi)有S型活細(xì)菌型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子R型菌型菌S型菌型菌S型菌中的型菌中的“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)呢？是什么物質(zhì)呢？在殺死的在殺死的S S型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)多糖多糖 脂類脂類 蛋白

3、質(zhì)蛋白質(zhì) RNA DNARNA DNA加熱殺死的加熱殺死的S S型細(xì)菌型細(xì)菌但究竟哪一個(gè)才是轉(zhuǎn)化因子呢？但究竟哪一個(gè)才是轉(zhuǎn)化因子呢？ 設(shè)法把設(shè)法把DNADNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察直接地去觀察DNADNA或蛋白質(zhì)的作用?；虻鞍踪|(zhì)的作用。R型細(xì)菌型細(xì)菌R型細(xì)菌型細(xì)菌只長只長R型菌型菌只長只長R型菌型菌R型細(xì)菌型細(xì)菌S型菌型菌R型細(xì)菌型細(xì)菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖蛋白質(zhì)或莢膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 以上以上轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：表明： 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：背景資料：背景資料：艾弗里的實(shí)驗(yàn)不但沒有使科學(xué)界接受，反而引艾弗里的實(shí)

4、驗(yàn)不但沒有使科學(xué)界接受，反而引起了科學(xué)界許多人懷疑。起了科學(xué)界許多人懷疑。 終于在終于在1952年，由美國科學(xué)家年，由美國科學(xué)家赫爾希和蔡斯赫爾希和蔡斯找到了一種理想的實(shí)驗(yàn)材料找到了一種理想的實(shí)驗(yàn)材料T2噬菌體噬菌體,通過噬通過噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)從而菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)從而證實(shí)了證實(shí)了 科學(xué)界的懷疑、否定，不但沒有能動(dòng)搖艾弗里科學(xué)界的懷疑、否定，不但沒有能動(dòng)搖艾弗里等人繼續(xù)探索的堅(jiān)定信心，反而加強(qiáng)了他們的信等人繼續(xù)探索的堅(jiān)定信心，反而加強(qiáng)了他們的信念，為進(jìn)一步明確、探索而奮斗。念，為進(jìn)一步明確、探索而奮斗。 在在1949年艾弗里及同事將年艾弗里及同事將DNA中蛋白質(zhì)的污中蛋白質(zhì)的污染降到染降到

5、0.02%，但仍未能改變?nèi)藗兊挠^點(diǎn)。，但仍未能改變?nèi)藗兊挠^點(diǎn)。 是否有更好的實(shí)驗(yàn)材料是否有更好的實(shí)驗(yàn)材料,可以不用經(jīng)過人工可以不用經(jīng)過人工提純提純DNA，就能，就能單獨(dú)地去觀察單獨(dú)地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作或蛋白質(zhì)的作用用呢？呢？噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖三三.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA.T2噬菌體噬菌體 T T2 2噬菌體侵染大腸桿菌后，在噬菌體侵染大腸桿菌后，在 自身遺傳物自身遺傳物質(zhì)質(zhì) 的的作用下，利用作用下，利用 大腸桿菌體內(nèi)大腸桿菌體內(nèi) 的物質(zhì)的物質(zhì)來來合成合成 自身的組成成分自身的組成成分 ，進(jìn)行增殖。當(dāng)噬，進(jìn)行增殖。當(dāng)

6、噬菌體增殖到一定數(shù)量后菌體增殖到一定數(shù)量后, ,大腸桿菌裂解大腸桿菌裂解, ,釋放釋放出大量的噬菌體。出大量的噬菌體。 外殼：外殼：內(nèi)部：內(nèi)部：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA噬菌體侵染細(xì)菌的動(dòng)態(tài)過程：噬菌體侵染細(xì)菌的動(dòng)態(tài)過程：侵入別的細(xì)菌侵入別的細(xì)菌合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附侵入侵入合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附動(dòng)畫 首先，噬菌體的尾端吸首先，噬菌體的尾端吸附在細(xì)菌的表面附在細(xì)菌的表面侵入侵入 然后，然后， 噬菌體通過尾軸把噬菌體通過尾軸把DNA全部注進(jìn)細(xì)菌體內(nèi)，而蛋全部注進(jìn)細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)菌體外，不白質(zhì)外殼則留在細(xì)菌體外，不起作用。起作用。 噬菌體的噬菌體的 DNA 在細(xì)菌體內(nèi)在細(xì)

7、菌體內(nèi)，使細(xì)胞本身的，使細(xì)胞本身的 DNA 解體，同解體，同時(shí)利用細(xì)菌的化學(xué)成分合成噬時(shí)利用細(xì)菌的化學(xué)成分合成噬菌體自身的菌體自身的 DNA和蛋白質(zhì)，和蛋白質(zhì)， 這些新合成的這些新合成的 DNA 和和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個(gè)與蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個(gè)與親代一模一樣的子代噬菌體親代一模一樣的子代噬菌體。 最后，這些噬最后，這些噬菌體由于細(xì)菌的解菌體由于細(xì)菌的解體而被釋放出來，體而被釋放出來，再去侵染其他的細(xì)再去侵染其他的細(xì)菌。菌。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1) 1)實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體，大腸桿菌噬菌體，大腸桿菌標(biāo)記標(biāo)記 侵染侵染 攪拌攪拌 離心，離心， 檢測(cè)檢測(cè)DNA

8、是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)1928年年 格里菲思格里菲思 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1944年年 艾弗里艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1952年年 赫爾希、蔡斯赫爾希、蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 感染感染 不感染不感染 煙草花煙草花葉病毒葉病毒煙葉煙葉 煙葉煙葉 有些病毒（如煙草花葉病毒），有些病毒（如煙草花葉病毒），它們不含有它們不含有DNA, DNA, 只含有只含有RNARNA。 在這種情況下，在這種情況下，RNARNA就起著遺傳就起著遺傳物質(zhì)的作用物質(zhì)的作用。 4 4、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，在細(xì)菌內(nèi)合成子代噬、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，在細(xì)菌內(nèi)合成子代噬菌體蛋白

9、質(zhì)外殼菌體蛋白質(zhì)外殼DNADNA可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?？梢灾笇?dǎo)蛋白質(zhì)的合成。 1 1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，對(duì)、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，對(duì)S S菌加熱處理，菌加熱處理，DNADNA仍具有生物仍具有生物活性活性DNADNA分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性。分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性。2 2、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R R型細(xì)菌可以轉(zhuǎn)化生成型細(xì)菌可以轉(zhuǎn)化生成S S型細(xì)菌型細(xì)菌DNADNA可以發(fā)生可遺傳的變異?？梢园l(fā)生可遺傳的變異。3 3、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，DNADNA在親代與子代噬菌體中具在親代與子代噬菌體中具有連續(xù)性有連續(xù)性DNADNA可以發(fā)生復(fù)制，由親代傳

10、遞給子代?？梢园l(fā)生復(fù)制，由親代傳遞給子代。作為作為遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)所必須具備的所必須具備的特點(diǎn)特點(diǎn): :噬菌體的遺傳物質(zhì)是（噬菌體的遺傳物質(zhì)是（ ）煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是（煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是（ ）病毒的遺傳物質(zhì)是病毒的遺傳物質(zhì)是（ ） 人的遺傳物質(zhì)是（人的遺傳物質(zhì)是（ ）真核生物的遺傳物質(zhì)是真核生物的遺傳物質(zhì)是（ ）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是（細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是（ ）原核生物的遺傳物質(zhì)是原核生物的遺傳物質(zhì)是（ ）DABAAAAA、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNA歸納總結(jié)。從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：歸納總結(jié)。從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：（1 1）非細(xì)胞

11、結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNADNA或或RNARNA；（2 2）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNADNA和和RNARNA兩種核酸，但兩種核酸，但DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)；是主要的遺傳物質(zhì)；（3 3）染色體是）染色體是DNADNA的主要載體；的主要載體；（4 4）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息。）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息。注射后能使小白鼠因患敗血病而死注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（亡的是（ ） A AR R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌

12、 B B加熱殺死后的加熱殺死后的R R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 C C加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 D D加熱殺死后的加熱殺死后的S S型肺炎雙球菌與型肺炎雙球菌與R R型型細(xì)菌混合細(xì)菌混合用噬菌體去感染體內(nèi)含用噬菌體去感染體內(nèi)含32P的細(xì)胞，的細(xì)胞，在細(xì)菌解體后含在細(xì)菌解體后含32P的是（的是（ ） A子代噬菌體子代噬菌體DNA B子代噬菌體所有部分子代噬菌體所有部分 C子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼 D子代噬菌體不含子代噬菌體不含32P 噬菌體外殼的合成原料直接來自于噬菌體外殼的合成原料直接來自于（ ） A A細(xì)菌細(xì)菌 B B噬菌體噬菌體 C C原噬菌體外殼降解原噬菌體外殼降解 D D環(huán)境環(huán)境 A組現(xiàn)象說明：組現(xiàn)象說明：C組現(xiàn)象說明：組現(xiàn)象說明：D組現(xiàn)象說明：組現(xiàn)象說明：B組現(xiàn)象說明：組現(xiàn)象說明：R型細(xì)菌無毒性。型細(xì)菌無毒性。S型細(xì)菌有毒性。型細(xì)菌有毒性。加熱殺死的加熱殺死的S型細(xì)菌失去毒性。型細(xì)菌