DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第三章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)孟德爾通過

豌豆實(shí)驗(yàn)證

明了生物的

性狀是由

控制。染色體摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明：基因位于

上。蛋白質(zhì)和DNA科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分：

。遺傳因子誰(shuí)是遺傳物質(zhì)？問題探討20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。1、遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定能貯存大量的遺傳信息可以準(zhǔn)確地復(fù)制傳遞給下一代等2、證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？同位素標(biāo)記法分離提純法等

一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)

蛋白質(zhì)(氨基酸)多種多樣：遺傳物質(zhì)

20世紀(jì)20年代：氨基酸多種多樣的排列可能蘊(yùn)含遺傳信息，于是人們推測(cè)蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì)。

染色體DNA（結(jié)構(gòu)不清楚）：？

DNA基本單位－脫氧核苷酸脫氧核糖堿基磷酸AGCT20世紀(jì)30年代：脫氧核苷酸的種類AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸20世紀(jì)30年代：DNA有重要作用多糖類莢膜R型菌：菌落粗糙(Rough)、無(wú)毒性(一)肺炎雙球菌一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒性,小鼠：敗血病2、實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象（1）.將R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡。（2）.將S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。（3）.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡（4）.將R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡分離得到S型活細(xì)菌分離得到有毒S型死細(xì)菌R+SR型活細(xì)菌S型死細(xì)菌小鼠死亡SS型活細(xì)菌

加熱殺死的S型菌中有“轉(zhuǎn)化因子”！思考：第四組實(shí)驗(yàn)小鼠死亡的原因是？

對(duì)比三、四組實(shí)驗(yàn)，能得出什么結(jié)論？格里菲斯結(jié)論:

加熱殺死的S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。問題：格里菲斯實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？

促進(jìn)上述轉(zhuǎn)化的“轉(zhuǎn)化因子”是什么？1.你有什么樣的設(shè)計(jì)思路，關(guān)鍵思路是什么？S型細(xì)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……關(guān)鍵思路：將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用。一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)—體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)分離提純S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)多糖脂質(zhì)RNADNA

分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)RRSRSRRR2﹑艾弗里等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程通過該實(shí)驗(yàn)，證明了什么？DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)DNA+DNA酶R格里菲思推論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子艾弗里提出的結(jié)論：DNA才是轉(zhuǎn)化因子，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)。回顧思考：1．將有莢膜的S型肺炎雙球菌注入到小白鼠體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致小白鼠因________________而死亡，而無(wú)莢膜的R型細(xì)菌注入到小白鼠體內(nèi)________________，但如果將R型細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則________________，此實(shí)驗(yàn)說明S型細(xì)菌體內(nèi)存在著能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的________________，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明這種物質(zhì)是________________?；紨⊙Y小鼠正常小鼠死亡轉(zhuǎn)化因子DNA做一做：2、【典型例題1】格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了（）①DNA是遺傳物質(zhì)

②RNA是遺傳物質(zhì)③DNA是主要的遺傳物質(zhì)④蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

⑤糖類不是遺傳物質(zhì)

A．①④⑤B.②④⑤C.②③⑤D.③④⑤A思維碰撞：由于艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人表示懷疑。那么有沒有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料能夠設(shè)計(jì)出更能讓人信服的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記法的新技術(shù)，完成了另一個(gè)更具有說服力的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路噬菌體二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（赫爾希、蔡斯）蛋白質(zhì)

：

DNA

：成分：生活方式：寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒脫氧核苷酸C、H、O、N、P

氨基酸C、H、O、N、S35S標(biāo)記蛋白質(zhì)32P標(biāo)記DNA噬菌體侵染細(xì)菌的動(dòng)態(tài)過程：侵染別的細(xì)菌合成組裝釋放吸附注入合成組裝釋放吸附注入視頻大腸桿菌提供四種脫氧核苷酸。大腸桿菌提供氨基酸1、誰(shuí)提供模板DNA？噬菌體2、誰(shuí)合成DNA和蛋白質(zhì)的原料？在噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，思考：3、誰(shuí)提供場(chǎng)所？大腸桿菌(一)、標(biāo)記噬菌體方法：同位素示蹤(標(biāo)記)法返回標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+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的大腸桿菌標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體+含35s的大腸桿菌

含35sT2的噬菌體T2噬菌體+含32p的大腸桿菌

含32pT2的噬菌體三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1952返回離心離心1、為什么選擇35S和32P作標(biāo)記而不選用其他的同位素?2、第一（二）組實(shí)驗(yàn)中為什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？因?yàn)榱騼H存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中，而磷則主要存在于DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因?yàn)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。在第一組實(shí)驗(yàn)中，35S標(biāo)記的T2噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)后，攪拌不充分，使吸附在大腸桿菌外被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有與大腸桿菌完全分離開，離心后進(jìn)入沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)放射性。在第二組實(shí)驗(yàn)中，32P標(biāo)記的噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)的時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液；混合培養(yǎng)的時(shí)間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。標(biāo)記細(xì)菌標(biāo)記噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌（短時(shí)間保溫）攪拌離心觀察放射性的分布“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。內(nèi)部無(wú)DNA的噬菌體外殼二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程

噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),___進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而______仍留在外面。因此,子代噬菌體的各種性狀是通過親代的___遺傳給后代的,因此___才是真正的遺傳物質(zhì)。赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)表明:DNADNADNA蛋白質(zhì)外殼第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：第一組實(shí)驗(yàn)親代噬菌體32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)大腸桿菌內(nèi)有32P標(biāo)記DNA無(wú)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)子代噬菌體DNA有32P標(biāo)記外殼蛋白質(zhì)無(wú)35S實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA分子是遺傳物質(zhì)結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，ＤＮＡ進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的ＤＮＡ傳遞的。ＤＮＡ才是真正的遺傳物質(zhì)。思考與討論1.細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有的優(yōu)點(diǎn)是：（1）個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快。細(xì)菌20～30min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。2.最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等。科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。煙草花葉病毒RNA

蛋白質(zhì)侵染煙草侵染煙草得花葉病不得花葉病結(jié)論：RNA煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)三：DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？RNA

蛋白質(zhì)感染不感染煙草花葉病毒煙葉煙葉得花葉病不得花葉病RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)結(jié)論：煙草花葉病毒的RNA控制其性狀，RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物的遺傳物質(zhì)原核生物的遺傳物質(zhì)DNA

多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)植物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、葉綠體、線粒體動(dòng)物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、線粒體所以說，染色體是DNA的主要載體。DNA的分布原核細(xì)胞和病毒沒有染色體。例：病毒的遺傳物質(zhì)是（）人的遺傳物質(zhì)是（）A、DNAB、RNAC、DNA和RNAD、DNA或RNADA習(xí)題1．一切生物的遺傳物質(zhì)是：()A．DNAB．RNAC．核酸D．蛋白質(zhì)2．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）

A．R型肺炎雙球菌

B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌

C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌

D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細(xì)菌混合CD3．格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了（）①DNA是遺傳物質(zhì)②RNA是遺傳物質(zhì)③DNA是主要的遺傳物質(zhì)④蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)⑤糖類不是遺傳物質(zhì)⑥D(zhuǎn)NA能產(chǎn)生可遺傳的變異A．①④⑤⑥B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥D(zhuǎn)．③④⑤⑥A4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了（）A．DNA是主要的遺傳物質(zhì)B．DNA和蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)C．DNA是遺傳物質(zhì)D．RNA是遺傳物質(zhì)C課后