DNA是主要的遺傳物質(zhì)(上課用)PPT課件

1、.,1,第三章基因的本質(zhì),第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì),.,2,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,.,3,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，要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。,.,4,一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè),蛋白質(zhì)(

2、氨基酸)多種多樣：遺傳物質(zhì),20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì),染色體,DNA（結(jié)構(gòu)不清楚）：？,.,5,DNA基本單位脫氧核苷酸,脫氧核糖,堿基,磷酸,A,G,C,T,20世紀(jì)30年代：,.,6,脫氧核苷酸的種類,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,.,7,多糖類莢膜,R型菌：菌落粗糙(Rough)、無毒性,(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,.,8,（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。,2

3、、實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)象,（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,.,9,無毒R型活細(xì)菌+有毒S型死細(xì)菌小鼠死亡,+,R型活細(xì)菌,S型死細(xì)菌,小鼠死亡,加熱殺死的S型菌中有“轉(zhuǎn)化因子”！,問題：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？,.,10,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。,沒有提到DNA是轉(zhuǎn)化因子,問題：格里菲斯實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？能否證明DNA是遺傳物質(zhì)？,不能,促進(jìn)上述轉(zhuǎn)化的“轉(zhuǎn)化因

4、子”是什么？,.,11,尋覓“轉(zhuǎn)化因子”？你有什么樣的設(shè)計(jì)思路，關(guān)鍵是什么？,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),.,12,分離提純S型細(xì)菌的,蛋白質(zhì),多糖,脂質(zhì),RNA,DNA,分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),R,S,R,S,2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,DNA+DNA酶,.,13,DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA是轉(zhuǎn)化因子。,以上轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：,DNA是遺傳物質(zhì)。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,.,14,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：

5、,DNA才是遺傳因子，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),DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì),結(jié)論：,回顧思考：,.,15,1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_。,患敗血癥,小鼠正常,小鼠死亡,轉(zhuǎn)化因子,DNA,思考題,.,16,2、【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（）DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)蛋

6、白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類不是遺傳物質(zhì)AB.C.D.,A,.,17,疑問：,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。那么要怎樣設(shè)計(jì)才能讓人無可挑剔呢？設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，然后單獨(dú)、直接觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。,實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路,.,18,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、S,35S標(biāo)記蛋白質(zhì),32P標(biāo)記DNA,.,19,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,視頻,.,20,大

7、腸桿菌提供四種脫氧核苷酸。,大腸桿菌提供氨基酸,1、誰提供模板DNA？,噬菌體,2、誰合成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、誰提供場(chǎng)所？,大腸桿菌,.,21,(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,.,22,三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1952,返回,.,23,1、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)

8、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

9、內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。,.,24,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DNA的噬菌體外殼,實(shí)驗(yàn)過程,.,25,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:,DNA,DNA,DNA,蛋白質(zhì)外殼,

10、.,26,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DNA,35S標(biāo)記蛋白質(zhì),大腸桿菌內(nèi),有32P標(biāo)記DNA,無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35S,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,DNA分子是遺傳物質(zhì),.,27,結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，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，是通過親代的傳遞的。才是真正的遺傳物質(zhì)。,.,28,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

11、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?？茖W(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。,.,29,煙草花葉病毒,RNA,蛋白質(zhì),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？,.,30,得花葉病,不得花葉病,

12、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)。,.,31,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DNA,DNA是主要的遺傳物質(zhì),.,32,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。,.,33,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RNA,D,A,.,34,習(xí)題,1一

13、切生物的遺傳物質(zhì)是：()ADNABRNAC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（）AR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,C,D,.,35,3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（）DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類不是遺傳物質(zhì)DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異ABCD,A,.,36,4噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了（）ADNA是主要的遺傳物質(zhì)BDNA和蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)CDNA是遺傳物質(zhì)DRNA是遺傳物質(zhì),C,.,37,課后練習(xí),基礎(chǔ)題1.（1）（）;(2)（）。2.C。3.D。拓展題1.實(shí)