DNA是主要遗传物质

1、第第1 1节节 DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质 第3 章 授课：授课： 华南师范大学附属惠阳学校华南师范大学附属惠阳学校 学习目标 1 2 3 掌握证明掌握证明DNADNA是遗传物质的实验过程和是遗传物质的实验过程和 原理。原理。 分析证明分析证明DNADNA是遗传物质的实验思路。是遗传物质的实验思路。 重难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。重难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 问题探讨 请尝试解释下列生物现象？请尝试解释下列生物现象？ 1 1、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。 种瓜得瓜，种豆得豆。种瓜得瓜，种豆得豆。2 2、_ 1 知识

2、回顾 1、联系减数分裂和受精作用的内容，、联系减数分裂和受精作用的内容， 你能想到遗传跟什么物质直接相关？你能想到遗传跟什么物质直接相关？ 2、染色体的结构和组成成分、染色体的结构和组成成分 课前预习学案课前预习学案 1 蛋白质蛋白质 构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列次序构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列次序 和肽链的空间结构不同和肽链的空间结构不同 4脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、含氮碱基（脱氧核糖、磷酸、含氮碱基（A、T、G、C） 多样性、能够自我复制、稳定性高等多样性、能够自我复制、稳定性高等 氨基酸氨基酸 DNARNA 1 1、对遗传物质的早期推测、对遗传物质的早期推测 a、

3、基本组成单位不同（略）、基本组成单位不同（略）b、结构不同（略）、结构不同（略） 2 2、肺炎双球菌的体内转化实验（英国格里菲思）、肺炎双球菌的体内转化实验（英国格里菲思） R型型S型型 2 DNA、RNA、蛋白质、多糖、脂质、蛋白质、多糖、脂质 类型类型菌落（光滑、粗糙）菌落（光滑、粗糙） 有无荚膜有无荚膜 有无毒性有无毒性 S型细菌型细菌 R型细菌型细菌 光滑光滑 粗糙粗糙 无无 有有有有 无无 （一）肺炎双球菌的转化实验（一）肺炎双球菌的转化实验 格里菲思的体内转化实验：格里菲思的体内转化实验： 思考思考: 3 为什么为什么 第四组实第四组实验验 会导会导致小鼠致小鼠 死亡？死亡？ 提示

4、：移动右提示：移动右 侧图片到相应侧图片到相应 位置，来完成位置，来完成 实验。实验。 S型活菌型活菌S型活菌型活菌 S型加热型加热 R型活菌型活菌 混合混合 后代后代 转化转化 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，必然含有某种促成这一转型细菌中，必然含有某种促成这一转 化的活性物质化的活性物质转化因子转化因子 格里菲思的结格里菲思的结(推推)论是：论是： 4 本实验中的一、二、三组是起本实验中的一、二、三组是起_作用。作用。 本实验能得出的结论是本实验能得出的结论是S型细菌中的某种物质型细菌中的某种物质(转化转化 因子因子)能使能使_。 讨论、该实验能否确定哪种物质是遗传物质？为

5、什么？ 讨论、欲证明DNA是遗传物质的实验设计中最关键的设 计思路是什么？ 对照对照 讨论1： R型活菌转化为型活菌转化为S型活菌型活菌 不能，因为没有单独地、直接地观察各成分的作用。不能，因为没有单独地、直接地观察各成分的作用。 设法把设法把DNA与其他成分（蛋白质）分开，单独、直接地与其他成分（蛋白质）分开，单独、直接地 观察它们的作用。观察它们的作用。 5 （一）肺炎双球菌的转化实验（一）肺炎双球菌的转化实验 艾弗里的体外转化实验：艾弗里的体外转化实验：6 S S型活细菌型活细菌 DNA DNA 蛋白质蛋白质 多糖多糖 脂类脂类 RNARNA 分分别与别与 R R 型活细菌混合培养型活细

6、菌混合培养 R型型 S型型 DNA+DNA+DNADNA酶酶 R型型R型型R型型 S型型 R型型 R型型 R型型 预测实验结果 讨论1： 得出实验结论：只有 分子可以使R型细菌转化为S 型细菌，即 是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 。而且DNA结构要保持_才能完成此转化过程。 第1组培养基中出现的S型细菌数量_R型细菌 。 7 DNA DNA 完整性完整性 小于小于 讨论： 由于艾弗里实验中提取出来的的由于艾弗里实验中提取出来的的DNA，纯度最高时，纯度最高时 候也还有候也还有0.02%的蛋白质，纯度也高，转化就越有的蛋白质，纯度也高，转化就越有 效。因此，仍有人对此实验结果表示怀疑。效。因此

7、，仍有人对此实验结果表示怀疑。 讨论、艾弗里的实验是否存在不足之处？ 8 讨论、某学生根据艾弗里的实验思路重新设计了实 验步骤，操作如下，请分析实验结果并作出评价。 、组的作用是，是否可有可无？ 。 、实验的设计是否保证了单一变量原则？ 。 、此实验设计与艾弗里的实验不同之处有 。 课堂小结：DNA是主要的遗传物质 一、格里菲思的一、格里菲思的 体内转化实验体内转化实验 推论推论: S型细菌中含有转化型细菌中含有转化 因子，能使因子，能使R型活菌型活菌 转化为转化为S型活菌。型活菌。 二、艾弗里的二、艾弗里的 体外转化实验体外转化实验 结论结论: DNA是遗传物是遗传物 质，蛋白质等物质，蛋白

8、质等物 质不是遗传物质。质不是遗传物质。 9 1952，赫尔希和蔡斯实验，赫尔希和蔡斯实验 1952年，赫尔希和蔡斯用年，赫尔希和蔡斯用同位素示踪法同位素示踪法进行进行 了噬菌体侵染细菌的实验，使实验结果更具了噬菌体侵染细菌的实验，使实验结果更具 有说服力，有力地证明了有说服力，有力地证明了遗传物质是遗传物质是DNADNA。 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 一、在分别含有放射性同位素一、在分别含有放射性同位素32 32p p 和和35 35s s 的培养基中培养细菌。的培养基中培养细菌。 二、分别用上述细菌培养二、分别用上述细菌培养T T2 2噬菌体，制噬菌体，制 备含备含32 32

9、p p 的噬菌体的噬菌体和和含含35 35s s的噬菌体 的噬菌体。 三、分别用含三、分别用含32 32p p 的噬菌体的噬菌体和和含含35 35s s的噬 的噬 菌体菌体去感染去感染未被标记的大肠杆菌未被标记的大肠杆菌。 （三）噬菌体侵染细菌实验 讨论： 噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用35S和32P分别标记 噬菌体的哪一种组分？用14C和18O等同位素可行吗，为什 么？ _ 2、实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？ _ _ 3、离心后沉淀物与上清液各有什么成分？ _、_。 实验过程实验过程实验现象实验现象 被被35S标记的噬菌标记的噬菌 体细菌体细菌 上清液的放射性上清液的放射

10、性 ; 沉淀的放射性沉淀的放射性 。 子代噬菌体子代噬菌体 放射性放射性 被被35P标记的噬菌标记的噬菌 体细菌体细菌 上清液的放射性上清液的放射性 ; 沉淀的放射性沉淀的放射性 。 子代噬菌体子代噬菌体 放射性放射性 （2）实验过程：）实验过程： 含含35S的的 噬菌体噬菌体 +细菌细菌 (未标记未标记) 上清液上清液(T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒) -含放射性物质含放射性物质35S 沉淀沉淀（被感染的细菌（被感染的细菌 和新形成的噬菌体）和新形成的噬菌体） -未检测到未检测到35S 离心离心 用放射性同位素用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质标记噬菌体外壳蛋白质 用用35S标记实验时，沉淀

11、物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌 不充分，有少量不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌表面，随标记的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌表面，随 细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 用放射性同位素用放射性同位素32P标记内部标记内部DNA 含含32P的的 噬菌体噬菌体 +细菌细菌 (未标记未标记) (T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒) -未检测到未检测到32P 被感染的细菌和新形被感染的细菌和新形 成的噬菌体中成的噬菌体中 -检测到检测到32P 离心离心 用用32P标记实验

12、时，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是 保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离 心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是保温时间过长，心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是保温时间过长， 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中， 也会使上清液放射性含量升高。也会使上清液放射性含量升高。 离心离心 离心离心 三、噬菌体侵染细菌实验三、噬菌体侵染细菌实验 说明蛋白质外壳并没有进入

13、到细菌内，说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内，DNA进入到细菌内进入到细菌内 去了去了 想一想，这一结果说明了什么？想一想，这一结果说明了什么？ 在噬菌体中在噬菌体中,亲代和子代之间具有亲代和子代之间具有 连续性的物质是连续性的物质是DNA,而不是蛋白质而不是蛋白质, 也就是说也就是说,子代噬菌体的各种性状是通子代噬菌体的各种性状是通 过亲代的过亲代的DNA遗传给后代的遗传给后代的,因此因此 DNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明: 注意：由于蛋白质外壳没有进入细菌体内所以此实验不注意：由于蛋白质外壳没有进入细菌体内所以此实验不 能说明蛋白质

14、不是遗传物质。能说明蛋白质不是遗传物质。) 2噬菌体侵染细菌实验不能证明（）噬菌体侵染细菌实验不能证明（） DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定 性性 蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 DNA能指导蛋白能指导蛋白 质的合成质的合成 DNA能产生可遗传变异能产生可遗传变异 DNA是遗传是遗传 物质物质 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 A B C D 3.噬菌体侵杂细菌之后噬菌体侵杂细菌之后,合成噬菌体的蛋白质外壳需要合成噬菌体的蛋白质外壳需要 ( ) A.细菌的细菌的DNA及其氨基酸及其氨基酸 B.噬菌体的噬菌体的DNA及其氨基酸

15、及其氨基酸 C.细菌的细菌的DNA和噬菌体的氨基酸和噬菌体的氨基酸 D.噬菌体的噬菌体的DNA和细菌的氨基酸和细菌的氨基酸 目前，已有充分的科学研究资料目前，已有充分的科学研究资料 证明，证明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作作 为遗传物质的。为遗传物质的。 DNA主要的遗传物质主要的遗传物质 DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？ 有些病毒（如烟草花叶病毒），它们有些病毒（如烟草花叶病毒），它们 不含有不含有DNA, 只含有只含有RNA。在这种情况下，。在这种情况下， RNA就起着遗传物质的作用。就起着遗传物质的作用。 核酸是一切生物的遗传物质，核酸核酸是一切生物的

16、遗传物质，核酸 包括脱氧核糖核酸（包括脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖核酸）和核糖核酸 （RNARNA），绝大多数生物都是以），绝大多数生物都是以DNADNA作为作为 遗传物质的。遗传物质的。 因此因此DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。 总结总结 在只含在只含RNARNA的少数病的少数病毒（毒（如烟草花叶病毒、如烟草花叶病毒、HIVHIV病毒、病毒、SARSSARS 病毒、流感病毒、禽流感病毒病毒、流感病毒、禽流感病毒, ,狂犬病毒等）中，狂犬病毒等）中，RNARNA才作才作 为遗传物质。为遗传物质。 5用噬菌体去感染内含大量用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，的细菌，待细菌解体后， 3H应（） 应（） A随细菌的解体而消失随细菌的解体而消失 B仅发现于噬菌体的仅发现于噬菌体的DNA中中 C发现于噬菌体的外壳和发现于噬菌体的外壳和DNA中中 D仅发现于噬菌体的外壳中仅发现于噬菌体的外壳中 4. 4. 用噬菌体去感染体内含用噬菌体去感染体内含32 32P P的细菌，在细菌解体后，含 的细菌，在细菌解体后，含 323