DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

DNA是主要遺傳物質(zhì)目錄CONTENTS對遺傳物質(zhì)的早期推測肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌的實驗問題探討遺傳物質(zhì)的特點1、具有儲存大量遺傳信息的能力2、在細胞的生長和繁殖過程中能精確的復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性3、控制生物性狀4、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定12345孟德爾通過豌豆實驗證明生物的性狀由遺傳因子控制染色體在遺傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性摩爾根通過果蠅實驗證明基因位于染色體上科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分蛋白質(zhì)和DNA

遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期探索20世紀30年代20世紀20年代蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點占主導(dǎo)地位。一、對遺傳物質(zhì)的早期探索項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無莢膜有無毒性有無多糖莢膜有無表面光滑Smooth表面粗糙RoughS型肺炎鏈球菌：使人患肺炎，使小鼠患敗血癥死亡二、格里菲斯肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1.實驗材料：肺炎鏈球菌R型菌（菌落粗糙）S型菌（菌落光滑）注射R型活細菌第一組R型菌+加熱殺死的S型細菌第四組注射加熱殺死的S型細菌第三組注射S型活細菌第二組說明R型菌無毒性說明S型菌有毒性說明加熱殺死的S型菌失去毒性二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗2.實驗過程①對比第一、第二組的實驗現(xiàn)象，說明了什么？R型活細菌不會使小鼠死亡，而S型活細菌可使小鼠死亡。②對比第二、第三組的實驗現(xiàn)象，說明了什么？加熱殺死的較為徹底，加熱致死的S型細菌不會使小鼠死亡。3.思考與討論③第四組小鼠為什么會死亡？體內(nèi)分離出的S型細菌從哪里來？體內(nèi)有活的S型細菌。活的R型細菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細菌。4.實驗的結(jié)論是什么？已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細胞提取物，將細胞提取物加入有R型活菌的培養(yǎng)基中，觀察除去相關(guān)物質(zhì)后，細胞提取物的功能。1.實驗思路：S型細菌的化學(xué)組分圖多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)……DNARNA多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)DNARNA……二、艾弗里肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗2.如何獲得細胞提取物？

將S型細菌用去氧膽酸鹽溶液漂洗數(shù)次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。

將沉淀溶于鹽溶液，然后用氯仿抽提2—3次除去蛋白質(zhì)，再用乙醇沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，加入能夠水解多糖的酶，在37℃水解4-6h，經(jīng)鑒定溶液中的多糖已除去。

再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和殘留的蛋白質(zhì)，然后用乙醇沉淀。這樣他們從75L培養(yǎng)物中得到10-25mg沉淀，然后將沉淀溶于鹽溶液制成細胞提取物。提取物中主要含有少量蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA、DNA3.提取物中含有什么？有R型細菌的培養(yǎng)基加熱致死的S型細菌的細胞提取物第一組+S型細菌R型細菌有R型細菌的培養(yǎng)液加熱致死的S型細菌的細胞提取物第二至第四組+S型細菌R型細菌混合混合有R型細菌的培養(yǎng)液加熱致死的S型細菌的細胞提取液第五組+混合只長R型細菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）二、艾弗里肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗4.實驗過程結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)。5.實驗過程歸納適應(yīng)范圍：在對照實驗中，控制自變量可以采用。含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗中，與對照組相比，實驗組分別作加溫、滴加FeC13溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。加法原理含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。減法原理對照組實驗組實驗組實驗組對照組實驗組實驗組6.科學(xué)方法——自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”（P46）

艾弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。

那么，有沒有比細菌更為簡單的實驗材料，還能夠把蛋白質(zhì)和DNA徹底分開？1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖（1）專一性寄生大腸桿菌（2）結(jié)構(gòu)簡單，只有蛋白質(zhì)和DNA組成T2噬菌體1.特點：三、T2噬菌體侵染細菌實驗（3）按照寄主分，屬于細菌病毒。按照遺傳物質(zhì)分屬于DNA病毒。（4）繁殖時，僅將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在大腸桿菌外DNA：C、H、O、N、P(磷幾乎存在于DNA中)用32P標記噬菌體的DNA。

用14C和18O同位素標記可行嗎？DNA和蛋白質(zhì)不能直接觀察，怎么辦？2.實驗方法：放射性同位素標記法蛋白質(zhì)：C、H、O、N、S（Se、Fe)（僅蛋白質(zhì)含有S）用35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)。3.噬菌體侵染細菌的過程吸附注入合成組裝釋放噬菌體吸附在細菌表面把DNA注入到細菌細胞利用細菌的化學(xué)成分和酶系統(tǒng)合成出噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)新合成的DNA、蛋白質(zhì)組裝成很多噬菌體細菌解體，釋放出噬菌體噬菌體增殖的過程3.噬菌體侵染細菌的過程制備含有放射性標記噬菌體過程示意圖離心含35S培養(yǎng)基含35S大腸桿菌噬菌體侵染含35S大腸桿菌含35S噬菌體含32P培養(yǎng)基含32P大腸桿菌噬菌體侵染含32P大腸桿菌含32P噬菌體4.噬菌體侵染細菌的實驗過程大腸桿菌＋含35S的培養(yǎng)基→含35S的大腸桿菌大腸桿菌＋含32P的培養(yǎng)基→含32P的大腸桿菌第二步：標記T2噬菌體噬菌體＋含35S的大腸桿菌→含35S的噬菌體噬菌體＋含32P的大腸桿菌→含32P的噬菌體第一步：標記大腸桿菌第三步：已標記噬菌體侵染未標記的大腸桿菌分別用35S或32P的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。4.噬菌體侵染細菌的實驗過程35S標記的噬菌體用35S標記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無35S4.噬菌體侵染細菌的實驗過程32P標記的噬菌體子代噬菌體中含32P用32P標記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高4.噬菌體侵染細菌的實驗過程赫爾希和蔡斯的實驗表明：噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。能不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？5.實驗結(jié)論不能

用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。35S標記的噬菌體上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無35S6.實驗分析肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗實驗者思路分離方式結(jié)論格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨研究它們的作用。酶解法:分別去除DNA和蛋白質(zhì)同位素標記法：標記DNA和蛋白質(zhì)加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。DNA是遺傳物質(zhì)7.三個實驗的比較少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA隨著對病毒研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多病毒中只含有蛋白質(zhì)和RNA，沒有DNA，比如煙草花葉病毒（簡稱TMV）。