上课DNA是主要的遗传物质一轮复习课件精编版

1、遗传物质应具备的特点遗传物质应具备的特点 1.分子结构具有相对的稳定性，可贮存大量遗传信息分子结构具有相对的稳定性，可贮存大量遗传信息 2.能自我复制，前后代保持一定的连续性能自我复制，前后代保持一定的连续性 3.能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢和性状能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢和性状 4.能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异 历史的步伐历史的步伐 染色体在遗染色体在遗传上的连续传上的连续性和稳定性性和稳定性 科学家发现：染色体科学家发现：染色体主要组成成分主要组成成分 蛋白质和蛋白质和DNA。 蛋白质蛋白质 ? ? DNA 一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 蛋白质

2、的基本组成单位氨基酸 氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息 蛋白质是生物体主要的遗传物质 二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验 实验材料：实验材料： 两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 多糖类荚膜 R型菌型菌 菌落菌落:粗糙粗糙(Rough) 无荚膜，无毒无荚膜，无毒 S型菌型菌 菌落菌落:光滑光滑(Smooth) 有荚膜，有毒，有荚膜，有毒，可致死可致死 一一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 1.1.将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。 2.2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内

3、，患败血症死亡。 3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。 4.4.将将无毒性无毒性R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 实验结论：实验结论： 格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么? 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中含有型细菌中含有“转转化因子化因子”，将无毒的，将无毒的R R型细菌转化为型细菌转化为有毒的有毒的S S型细菌型细菌 “转化因子转化因子”是什么？是什么？ 实验思考：实验思考：1.第三组实验为什

4、么加热后第三组实验为什么加热后 S S型细菌型细菌注射到注射到小鼠体内，不死亡小鼠体内，不死亡？加热是否使？加热是否使DNA、蛋白质完全失活？、蛋白质完全失活？加热杀死加热杀死S型细菌的过程中，其型细菌的过程中，其 蛋白质变性失活蛋白质变性失活，但是，但是 其内部的其内部的DNA在加热结束后随在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性温度的降低又逐渐恢复活性 。2.转化的实质是什么？（基因重组？基因突变？）转化的实质是什么？（基因重组？基因突变？） 肺炎双球菌转化实验是指肺炎双球菌转化实验是指 S型细菌的型细菌的DNA片段片段 整合到整合到R型细菌的型细菌的DNA中中，使受体细胞获得了新，使受体细

5、胞获得了新 的遗传信息，即发生了的遗传信息，即发生了 基因重组基因重组。 3.第四组实验是否所有的第四组实验是否所有的 R型细菌都被转化成型细菌都被转化成 S型细菌？型细菌？ 由于转化受到由于转化受到DNA的纯度的纯度、受体菌的状态受体菌的状态等因素的影响等因素的影响 ，因此转化过程中并不是所有的，因此转化过程中并不是所有的 R型细菌都被转化成型细菌都被转化成 S型型 细菌，而只是细菌，而只是少部分少部分R型细菌被转化成型细菌被转化成S型细菌。型细菌。 在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的传物质的实验中最关键的设计思路设计思路是什么？是什么？

6、 必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，分开，单独单独、直接地观察它们、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。质。 寻找转化因子寻找转化因子： 在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？ 加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌 多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA RNA DNA 二、二、 艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验 “转化因子转化因子”是是DNA 实验过程：实验过程： R型细菌型细菌 S型菌的型菌的DNA R型细菌型细菌 S型菌的型菌的 蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖或或

7、RNA S型菌型菌 R型细菌型细菌 只长只长R型菌型菌 R型细菌型细菌 S型菌的型菌的 DNA+DNA酶酶 只长只长R型菌型菌 实验结果：只有加入实验结果：只有加入DNA才转化；才转化； DNA越纯，转化越有效；越纯，转化越有效； 用用DNA酶处理酶处理DNA，不再转化，不再转化 实验结论： DNADNA是转化因子。是转化因子。 D N A D N A 是是 遗遗 传传 物物 质质 蛋白质等其他物质不是遗传物质蛋白质等其他物质不是遗传物质。 （纠正了生物界一个的错误的共识）（纠正了生物界一个的错误的共识） 艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？ 把把DNADNA和蛋白

8、质分开，和蛋白质分开，单独地、直接地单独地、直接地观观察察DNADNA的作用；的作用； 设计对照实验，设计对照实验，用用DNADNA酶处理酶处理，观察，观察DNADNA的的作用。作用。 艾弗里的实验有什么不足之处？艾弗里的实验有什么不足之处？ 受技术限制受技术限制DNA无法无法100%提纯，总含少量提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 1肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较 项目项目 培养细菌培养细菌 实验对照实验对照 体内转化实验体内转化实验 在小鼠体内在小鼠体内 R型细菌与型细菌与S型

9、细菌的型细菌的毒性对照毒性对照 体外转化实验体外转化实验 体外培养基体外培养基 S型细菌各组成成分的作用型细菌各组成成分的作用进行对照进行对照 用加热杀死的用加热杀死的S型细菌注射到型细菌注射到将物质将物质提纯分离提纯分离后，直接后，直接巧妙构思巧妙构思 小鼠体内作为对照实验来说小鼠体内作为对照实验来说 地、地、单独单独地观察某种物质地观察某种物质明确实发生了转化明确实发生了转化 在实验中所起的作用在实验中所起的作用 S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质，是遗传物质， 实验结论实验结论 S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 (1)所用材料相同所用材料

10、相同 联系联系 体内转化实验的延伸体内转化实验的延伸 (2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则两实验都遵循对照原则、单一变量原则 练习：练习： 含量含量 将加热杀死的将加热杀死的S S型细菌与型细菌与R R型细菌混合后，注射到小鼠体型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内内，在小鼠体内S S型、型、R R型细菌的含量变化情况如图所示：型细菌的含量变化情况如图所示： a a、从免疫学角度解释：、从免疫学角度解释：曲线曲线abab段下降的原因是段下降的原因是 a S型细菌型细菌 c R型细菌型细菌

11、 R R型菌被小鼠的免疫系统所消灭型菌被小鼠的免疫系统所消灭 0 b 时间时间 b b、曲线、曲线bcbc段上升的原因是段上升的原因是 部分部分R R型细菌转化型细菌转化 为有毒为有毒S S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠 患病，免疫力下降患病，免疫力下降 思维碰撞 艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度，纯度最高时也还有最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。人对实验结论表示怀疑。 有没有比细菌更为简单的实验材料？有没有比细

12、菌更为简单的实验材料？ 1952年，赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯以T2T2噬菌体噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验 . 噬菌体 （1）结构：头部和尾部）结构：头部和尾部蛋白质蛋白质 构成，构成，的外表是由的外表是由 头部内含有头部内含有 。 DNA （2）与大肠杆菌的关系：）与大肠杆菌的关系： 寄生关系寄生关系 （3）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。 噬菌体的复制式增殖噬菌体的复制式增殖 增殖需

13、要的条件增殖需要的条件 内容内容 噬菌体噬菌体 的的DNA 模板模板 合成噬菌体合成噬菌体DNA的原的原 大肠杆菌大肠杆菌 提供的四种脱氧提供的四种脱氧料料 核苷酸核苷酸 原料原料 合成噬菌合成噬菌体蛋白质体蛋白质 场所场所 大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌大肠杆菌 的核糖体的核糖体 三、噬菌体侵染细菌实验 噬菌体侵染细菌的动态过程噬菌体侵染细菌的动态过程 吸附吸附 注入注入 合成合成 组装组装 释放释放 侵入别的细菌侵入别的细菌 实验原理和方法实验原理和方法 同位素标记法同位素标记法 35C、H、O、N、S （标记（标记s ）蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素： D N A 的组成

14、元素：的组成元素：C 、H、O、N 、P （标记（标记32p）标记噬菌体方法：标记噬菌体方法： 3235?在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素 p 和和 s的培养基的培养基中培养细菌中培养细菌 ?分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含噬菌体，制备含32p 35的噬菌体和含的噬菌体和含 s的噬菌体的噬菌体 三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 1、实验设计思路：、实验设计思路： 把蛋白质和把蛋白质和 DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用 2、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法 3、实

15、验过程：、实验过程： (1)标记细菌标记细菌 35S的细菌 35含细菌+含 S的培养基 细菌+含32P的培养基 含32P的细菌 (2)标记噬菌体标记噬菌体 35S的噬菌体 35含噬菌体+含S的细菌 噬菌体+含32P的细菌 含32P的噬菌体 (3)噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 含35S的噬菌体+细菌 : :上清液放射性很高上清液放射性很高, ,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低 含32P的噬菌体+细菌 : 上清液放射性很低上清液放射性很低, ,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高 3.3.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 “短时间短时间”：保证子代噬菌体的：保证子代噬菌体的DN

16、A和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解 “保温保温”：为噬菌体培养提供适宜：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。 噬菌体侵染细菌（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温） 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离 离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗搅拌离心搅拌离心 粒，而离心管的沉淀物中 留下被感染的大肠杆菌。 观察放射性的分布观察放射性的分布 内部内部DNA不存在不存在了的噬菌体外壳了的噬菌体外壳 4、噬菌体侵染细菌实验的噬菌体侵染细菌实验的 检测结果：检测结果： 噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻 上

17、清液： 噬菌体 (外壳) /释放的/未侵染的) 沉淀物： 细菌(被注入的DNA) 35S标记的实验标记的实验 蛋白质 有放射性很高 无 很低32P标记的实验标记的实验 DNA 无 很低有放射性很高 标记部位 放射性 上清液 情况 沉淀物 上清液上清液“放射性很高放射性很高” 沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？ 上清液也有放射性上清液也有放射性 沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性 分离不完全分离不完全 释放出来的、未侵染释放出来的、未侵染 (噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳 ) 的噬菌体的噬菌体 噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明: 在噬菌体中在噬菌体中,亲代和子代之间具有亲代和

18、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, DNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质 (1)若用1个含32P标记的亲代噬菌体，侵染未被标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中DNA两链均含32P、一条链为32P、两链均含31P的噬菌体分别为几个？ 提示 三种噬菌体分别为0 、2 、98 。 (2)若用1个未被标记的亲代噬菌体，侵染被32P标记的大肠杆菌， 共释放100个子代噬菌体，则其中DNA两链均含32P、一条链为32P、两链均含31P的

19、噬菌体分别为几个？ 提示 三种噬菌体分别为98 、2 、0 。 (3)若用1个含35S标记的亲代噬菌体，侵染未被标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中子代噬菌体含有35S的有的有几个？ 提示 0 (4)若用未被标记的亲代噬菌体，侵染含35S标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中子代噬菌体含有35S的有的有几个？ 提示 100 DNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？ 目前，已有充分的科学研究资料证目前，已有充分的科学研究资料证明，明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作为遗作为遗传物质的。传物质的。 敢于质疑敢于质疑 下面这些生物的遗传物质是什么？ 流感病毒

20、SARS病毒 烟草花叶病毒 课堂延伸课堂延伸 如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？ 背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成组成的，在感染烟草时，的，在感染烟草时，会出现致病斑。会出现致病斑。 实验探究实验探究 感染 烟草 分 离 蛋白质 实验 结果 不出现病斑 感染 烟草 RNA 实验 结果 出现病斑 结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物四四.烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验 RNA病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNA 总结总结 生物 细胞结构细胞结构生物生物 原核生物原核生物 真核生物真核生物 遗传物质

21、是遗传物质是DNA DNA 只含只含DNADNA的病毒：的病毒： 非细胞结非细胞结 构生物构生物 只含只含RNARNA的病毒：的病毒： 遗传物质是遗传物质是RNA RNA 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、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有 DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNA DNA 3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中， RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。 4 4、由于大多数生物

22、的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是 DNADNA，所以说，所以说DNADNA是主是主要的遗传物质要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明细菌的实验只能证明 DNA是是遗传物质遗传物质。 练习练习: 1注射后能使小白鼠因患败血病而死注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（亡的是（ D ） AR型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B加热杀死后的加热杀死后的R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R型细菌混合型细菌混合 2.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质 需要需要:( ) B A.噬菌体的噬菌体