必修2第三章第一节-DNA是主要的遗传物质

1、第三章 基因的本质 DNA是主要的遗传物质 真核生物染色体真核生物染色体 的主要成分的主要成分 染色体染色体 DNA 染色体染色体是是真核真核生物细生物细 胞内遗传物质的胞内遗传物质的主要主要 载体。载体。 蛋白质蛋白质 问题探讨问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体世纪中叶，科学家发现染色体 主要是由蛋白质和主要是由蛋白质和DNA组成的。组成的。 在这两种物质中，究竟哪一种是在这两种物质中，究竟哪一种是 遗传物质呢？这个问题曾引起生遗传物质呢？这个问题曾引起生 物学界激烈的争论。物学界激烈的争论。 1、遗传物质可能具有什么特点？、遗传物质可能具有什么特点？ 遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗

2、传信遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信 息，可以准确地复制，传递给下一代等。息，可以准确地复制，传递给下一代等。 2、证明某一种物质是遗传物质的可行方法、证明某一种物质是遗传物质的可行方法 有哪些？有哪些？同位素标记法、分离提纯法、病毒 同位素标记法、分离提纯法、病毒 重组法重组法 等。等。 著名的肺炎双球菌著名的肺炎双球菌 转化实验转化实验 19281928年，英国科学家格里菲思年，英国科学家格里菲思 （F.Griffith)F.Griffith) 菌菌 落落 肺炎球菌有多种类型。肺炎球菌有多种类型。 它的菌落它的菌落光滑光滑 (Smooth)，菌体，菌体有荚有荚 膜膜，是，是有毒性有毒

3、性的球型的球型 菌，能够菌，能够使人患肺炎使人患肺炎 或使小鼠患或使小鼠患败血病。 它的菌落它的菌落粗糙粗糙(Rough)， 菌体菌体无荚膜无荚膜，是，是无毒性无毒性 的球型菌。的球型菌。 1 1、将、将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体注射到小鼠体 内，小鼠不死亡。内，小鼠不死亡。 分析：分析：R R菌不致死，无毒。菌不致死，无毒。 2 2、将、将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体注射到小鼠体 内，小鼠死亡。内，小鼠死亡。 分析：分析：S S菌使小鼠致死，有毒性。菌使小鼠致死，有毒性。 3 3、将、将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注注 射到小鼠体内，小鼠不死亡射到小鼠体内，小鼠不

4、死亡 分析：分析：S S菌死亡后失去毒性，菌死亡后失去毒性， 不致死。不致死。 4 4、将、将无毒的无毒的R R型活菌与加热杀死型活菌与加热杀死 后的后的S S型菌混合型菌混合后，注射到小鼠体后，注射到小鼠体 内，小鼠死亡，并分离出内，小鼠死亡，并分离出S S活菌。活菌。 R活菌 S活菌 +S死细菌 转化 （有毒有荚膜）（有毒有荚膜） 肺肺 炎炎 双双 球球 菌菌 转转 化化 实实 验验 结论：结论： 转化因子是什么呢？ 假设假设 1 1、转化因子是、转化因子是DNADNA 2 2、转化因子是蛋白质、转化因子是蛋白质 3 3、转化因子是多糖、转化因子是多糖 4 4、5 5、 艾弗里的艾弗里的体

5、外转化实验体外转化实验 19441944年，艾弗里与同事的工作年，艾弗里与同事的工作 分别与分别与R R型细菌混合培养型细菌混合培养 R R型型R R型型 S S型型R R型型R R型型R R型型 R R型型 S S型型 S S型活细菌型活细菌 脂类脂类 DNARNA 多糖多糖蛋白质蛋白质 DNA+DNA酶酶 R R型型 结论：结论： 更具说服力的更具说服力的 “噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验” 19521952年年赫尔希赫尔希（A.Hershey)A.Hershey)和和蔡斯蔡斯（M.Chase)M.Chase) 噬菌体 （1）结构：头部和尾部）结构：头部和尾部 的外表是由的外表是

6、由 构成，构成， 头部内含有头部内含有 。 （2）增殖特点：在自身）增殖特点：在自身 遗传物质的作用下，利遗传物质的作用下，利 用大肠杆菌体内的物质用大肠杆菌体内的物质 来合成自身的组成成分，来合成自身的组成成分， 进行增殖。进行增殖。 （3）与大肠杆菌的关系：）与大肠杆菌的关系： 寄生关系寄生关系 蛋白质蛋白质 DNA 大肠杆菌大肠杆菌T2噬菌体噬菌体 噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程： 细菌细菌 噬菌体噬菌体 细菌染色体细菌染色体 噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程： 吸附吸附 首先，噬菌体的尾端吸首先，噬菌体的尾端吸 附在细菌的表面附在细菌的表面 噬菌体侵染细菌的过程：

7、噬菌体侵染细菌的过程： 吸附吸附注入注入 然后，然后， 噬菌体通过尾轴把噬菌体通过尾轴把 DNA全部全部注进细菌体内，而蛋注进细菌体内，而蛋 白质外壳则留在细菌体外白质外壳则留在细菌体外,不起不起 作用。作用。 噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程： 吸附吸附注入注入合成合成 噬菌体的噬菌体的 DNA 在细菌体内，在细菌体内， 使细胞本身的使细胞本身的 DNA 解体，同时解体，同时 利用细菌的化学成分合成噬菌利用细菌的化学成分合成噬菌 体自身的体自身的 DNA和蛋白质，和蛋白质， 噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程： 吸附吸附注入注入合成合成组装组装 这些新合成的这些新合成的 D

8、NA 和和 蛋白质外壳组装出很多个与蛋白质外壳组装出很多个与 亲代一模一样的子代噬菌体。亲代一模一样的子代噬菌体。 噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程： 吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放 最后，这些噬最后，这些噬 菌体由于细菌的解菌体由于细菌的解 体而被释放出来，体而被释放出来， 再去侵染其他的细再去侵染其他的细 菌。菌。 噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程 吸附吸附 注入注入 合成合成 组装组装 释放释放 噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面 把把DNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞 利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌 体

9、的体的DNA、蛋白质、蛋白质 新合成的新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体、蛋白质组装成很多噬菌体 细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体 (一一)标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：同位素示踪同位素示踪(标记标记)法法 返回返回 v标记大肠杆菌标记大肠杆菌 大肠杆菌大肠杆菌 + 含含35s s的培养基的培养基 含含 35s的大肠杆菌的大肠杆菌 大肠杆菌大肠杆菌 + 含含32p的培养基的培养基 含含32p的大肠杆菌的大肠杆菌 v标记标记T2噬菌体噬菌体 T2噬菌体噬菌体+含含35s的大肠杆菌的大肠杆菌 含含35sT2的噬菌体的噬菌体 T2噬菌体噬菌体+含含32p的大肠杆菌的大肠杆菌 含含3

10、2pT2的噬菌体的噬菌体 (二二)实验步骤实验步骤: 标记细菌标记细菌 标记噬菌体标记噬菌体 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 搅拌离心搅拌离心 观察放射性的分布观察放射性的分布 （一组用（一组用标记标记DNA，一组用，一组用35S标记标记蛋白质蛋白质) 用放射性同位素用放射性同位素35S标记外壳标记外壳蛋白质蛋白质 子代噬菌体内无放射性子代噬菌体内无放射性 用放射性同位素用放射性同位素32P标记内部标记内部DNA 子代噬菌体内有放射性子代噬菌体内有放射性 实验过程及结果实验过程及结果 35S 蛋白质蛋白质 32P DNA 蛋白蛋白 质质 35S DNA 32P DNA分分 子具有连子具有连 续性

11、，是续性，是 遗传物质遗传物质 思考与讨论思考与讨论 1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体个体 很小，结构简单很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和，容易看出因遗传物质改变导致的结构和 功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有 核酸和蛋白质外壳。（核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。繁殖快。细菌细菌2030 min就可就可 繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。 2.最关键的实验设计思路是最关键的实验设计思路是设法把设法把DNA与蛋白质分开，

12、单与蛋白质分开，单 独地、直接地去观察独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。 3.艾弗里艾弗里采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的细菌的培养技术、物质的 提纯和鉴定技术提纯和鉴定技术等。等。赫尔希赫尔希采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有噬菌体噬菌体 的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技 术等。术等。 科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要 以科学原理为基础以科学原理为基础，因此，科学与技术是，因此，科学与技术是相互支持、

13、相互相互支持、相互 促进的。促进的。 RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花 叶病毒叶病毒 烟叶烟叶 烟叶烟叶 四、四、DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质 （一）（一）RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 小结：小结： 1 1、一切生物的遗传物质是核酸、一切生物的遗传物质是核酸 2 2、细胞内既有细胞内既有DNADNA，又有，又有RNARNA的生物，遗传物质是的生物，遗传物质是 DNADNA 3 3、在只含在只含RNARNA的少数病毒（烟草花叶病毒、的少数病毒（烟草花叶病毒、 HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感、流感、禽流感）中，）中，RNARNA才作为遗传

14、物质才作为遗传物质 总结：总结： 1.1.噬菌体外壳的合成场所是噬菌体外壳的合成场所是 A.A.细菌的核糖体细菌的核糖体 B.B.噬菌体的核糖体噬菌体的核糖体 C.C.噬菌体的基体噬菌体的基体 D.D.细菌的拟核细菌的拟核 2.2.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是噬菌体在繁殖过程中利用的原料是 A.A.自己的核苷酸和氨基酸自己的核苷酸和氨基酸 B.B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸自己的核苷酸和细菌的氨基酸 C.C.细菌的核苷酸和氨基酸细菌的核苷酸和氨基酸 D.D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸自己的氨基酸和细菌的核苷酸 3.3.科学家艾弗里从科学家艾弗里从 S S型活细菌中提取出型活细菌中提取出 DN

15、ADNA、蛋蛋 白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养 R R型细型细 菌的培养基中菌的培养基中，实验结果证明了细菌的转化因子实验结果证明了细菌的转化因子 是是DNADNA ，为使实验结论更加严密，他设计了一个，为使实验结论更加严密，他设计了一个 对照实验：在对照实验：在 S S型细菌提取出的型细菌提取出的 DNADNA中加入某种中加入某种 酶处理后，再加入培养酶处理后，再加入培养 R R型细菌的培养基中，加型细菌的培养基中，加 入的酶和实验结果分别是入的酶和实验结果分别是 A A. .DNADNA限制性内切酶限制性内切酶 转化转化 B B. .转录酶转录酶

16、不转化不转化 C C. .DNADNA连接酶连接酶 转化转化 D D. .DNADNA酶酶 不转化不转化 4.4.用噬菌体去感染体内含大量用噬菌体去感染体内含大量3 3H H细菌，待细菌细菌，待细菌 解体后，解体后，3 3H H应应 A.A.随细菌的解体而消失随细菌的解体而消失 B.B.发现于噬菌体的外壳和发现于噬菌体的外壳和DNADNA中中 C.C.仅发现于噬菌体的仅发现于噬菌体的DNADNA中中 D.D.仅发现于噬菌体的外壳中仅发现于噬菌体的外壳中 5.5.噬菌体侵染大肠杆菌实验不能说明的是噬菌体侵染大肠杆菌实验不能说明的是 A.DNAA.DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 B.D

17、NAB.DNA能自我复制能自我复制 C.DNAC.DNA能控制蛋白质合成能控制蛋白质合成 D.DNAD.DNA是遗传物质是遗传物质 6.DNA6.DNA是主要的遗传物质是指是主要的遗传物质是指 A.A.遗传物质的主要载体是染色体遗传物质的主要载体是染色体 B.B.大多数生物的遗传物质是大多数生物的遗传物质是DNA DNA C.C.细胞里的细胞里的DNADNA大部分在染色体上大部分在染色体上 D.D.染色体在遗传上起主要作用染色体在遗传上起主要作用 7.7.在肺炎双球菌的转化实验中在肺炎双球菌的转化实验中, ,使使R R型活菌转化型活菌转化 成成S S型活菌的转化因子是：型活菌的转化因子是： A

18、.A.荚膜荚膜 B.B.蛋白质蛋白质 C.C.多糖多糖 D.SD.S型细菌的型细菌的DNADNA 8.8.用用DNADNA酶处理过的酶处理过的S S型细菌不能使型细菌不能使R R型细菌发生型细菌发生 转化。下列关于实验的叙述转化。下列关于实验的叙述, ,不正确的是：不正确的是： A.A.这个实验是为了证明这个实验是为了证明DNADNA的分解产物不是遗传的分解产物不是遗传 物质物质 B.B.这个实验从反面证明了这个实验从反面证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质 C.C.这个实验证明这个实验证明DNADNA的分解产物不是转化因子的分解产物不是转化因子 D.D.这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重

19、要这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要 工作工作 9.9.将分离后的将分离后的S S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外 壳与壳与R R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体 内内, ,小白鼠不死亡小白鼠不死亡, ,从体内分离出来的依然是从体内分离出来的依然是R R型型 肺炎双球菌肺炎双球菌; ;将分离后的将分离后的S S型肺炎双球菌的型肺炎双球菌的DNADNA与与 R R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内, ,则小白鼠则小白鼠 死亡死亡, ,并从体内分离出了并从体内分离出了S S型有夹膜肺炎双球菌型有夹膜肺炎双球菌 以上