專題14、人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索

PAGEPAGE3專題14、人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索一、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：1、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：R型細(xì)菌：菌落粗糙，菌體無(wú)多糖類的莢膜，是無(wú)毒性的球形菌S型細(xì)菌：菌落光滑，菌體有多糖類的莢膜，是有毒性的球形菌格里菲斯的實(shí)驗(yàn)(上圖)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將無(wú)毒性的R型活菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活菌。艾弗里的實(shí)驗(yàn)(上圖)結(jié)論：S型細(xì)菌的DNA才是使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)。說(shuō)明：(1)艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是通過(guò)觀察培養(yǎng)皿中的菌落特征而確定的。(2)加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA分子可進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞中，利用R型細(xì)菌細(xì)胞中的原料與場(chǎng)所在S型細(xì)菌DNA的指導(dǎo)下合成S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)與DNA，并構(gòu)建新的S型細(xì)菌。(3)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì)：外源DNA與受體DNA之間的重組，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息。DNA越純，轉(zhuǎn)化率越高。2、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)：(1)病毒：病毒是由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成，全部營(yíng)寄生生活。(2)噬菌體的基本結(jié)構(gòu)：外殼(由蛋白質(zhì)構(gòu)成)和內(nèi)部(由DNA構(gòu)成)(3)侵染過(guò)程：吸附在細(xì)菌表面注入噬菌體的DNA合成噬菌體DNA和蛋白質(zhì)(原料：由細(xì)菌提供；條件：噬菌體DNA轉(zhuǎn)錄、翻譯)組裝成子代噬菌體釋放子代噬菌體步驟①標(biāo)記細(xì)菌細(xì)菌+含35S的培養(yǎng)基→含35S的細(xì)菌細(xì)菌+含32P的培養(yǎng)基→含32P的細(xì)菌②標(biāo)記噬菌體噬菌體+含35S的細(xì)菌→含35S的噬菌體噬菌體+含32P的細(xì)菌→含32P的噬菌體③噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體+細(xì)菌→上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌體沒有檢測(cè)到35S含32P的噬菌體+細(xì)菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌體檢測(cè)到32P分析35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，而是留在細(xì)胞外；32P標(biāo)記的DNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)結(jié)論子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的DNA遺傳的，DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)說(shuō)明：上清液和沉淀物中為何都有放射性？(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上在上清液中不含放射性，下層沉淀物中應(yīng)具有很高的放射性，而實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果顯示在離心后的上清液中，也有一定的放射性，而下層的放射性強(qiáng)度卻比理論值略低。原因有：①保溫時(shí)間過(guò)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；②從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液的放射性含量升高。(2)若用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，則可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。3、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較相同點(diǎn)①均使DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作用，但兩類實(shí)驗(yàn)中DNA與蛋白質(zhì)分開的方式不同；②都遵循了對(duì)照原則；③都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)不同點(diǎn)方法不同艾弗里實(shí)驗(yàn)直接分離：分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素(32P和35S)結(jié)論不同①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)②噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)4、煙草花葉病毒的重建。煙草花葉病毒(簡(jiǎn)稱TMV)它的基本成分是蛋白質(zhì)和RNA，科學(xué)家用石碳酸處理這種病毒時(shí)能去掉其蛋白質(zhì)外殼而只留下RNA，若將此RNA接種到正常的煙葉上，可導(dǎo)致花葉病。如果用其蛋白質(zhì)感染煙葉，則不發(fā)生該病，由此證明RNA起著遺傳物質(zhì)的作用。又如車前草病毒(簡(jiǎn)稱HRV)也是一種只含RNA和蛋白質(zhì)的病毒，有人將TMV的蛋白質(zhì)與HRV的RNA結(jié)合，使之形成一個(gè)類似“雜種”的新品系，并用它進(jìn)行侵染實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)生的病癥以及繁殖的病毒類型與HRV病毒相同，這更進(jìn)一步證明了RNA在遺傳上的作用。結(jié)論：不含DNA的病毒，RNA是遺傳物質(zhì)。二、生物的遺傳物質(zhì)：核酸(DNA或RNA)1、真核生物、原核生物(細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物)，只含DNA的病毒(如噬菌體)，遺傳物質(zhì)是DNA，即絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)(細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA)。2、煙草花葉病毒(只含RNA)等少數(shù)生物以RNA作為遺傳物質(zhì)。(注意：既含DNA又含RNA的生物，遺傳物質(zhì)是DNA；只含RNA而不含DNA的某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA)。生物類型病毒原核生物真核生物核酸的種類DNA或RNADNA和RNADNA和RNA堿基的種類4種5種5種核苷酸種類4種8種8種遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA三、染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。DNA是主要的遺傳物質(zhì)。在真核生物中，DNA大量的集中在細(xì)胞核內(nèi)的染色體上，只有少量的DNA存在于細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體等細(xì)胞器中。因此，染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。四、生物的遺傳方式(根據(jù)遺傳物質(zhì)的存在部位劃分)。細(xì)胞核遺傳：受細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)(核基因)控