31DNA是主要的遗传物质

1、 第三章 第一节DNA是主要的遗传物质 通过对细胞有丝通过对细胞有丝分裂、减数分裂分裂、减数分裂和受精作用过程和受精作用过程的研究，科学家的研究，科学家发现发现染色体染色体在生在生物的遗传过程中物的遗传过程中起着重要作用。起着重要作用。 染色体染色体DNA蛋白质蛋白质 染色体的化染色体的化学成分主要是蛋学成分主要是蛋白质和白质和 DNA。 20世纪世纪20年代，人们已经认识到蛋白质年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同方式排列，形成不同种氨基酸可以按照不同方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基

2、的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基酸酸多种多样的排列顺序，多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。有发现与此类似的结构特点。 20世纪世纪30年代，人们认识到年代，人们认识到DNA是由是由脱氧核苷酸脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，组成聚合而成的生物大分子，组成DNA分子的脱氧核苷酸有四种，每一种有分子的脱氧核苷酸有四种，每一种有一个特定的碱基。这一认识使人们意识到一个特定的碱基。这一认识使人们意识到DNA的重要性。的重要性。S型细菌型细菌R型细菌型细菌光滑光滑（Smooth）粗

3、糙粗糙（Rough）有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有毒性，可致死有毒性，可致死无毒性无毒性菌落菌落菌体菌体毒性毒性（一）体内转化实验（格里非思）（一）体内转化实验（格里非思）图图3-2 肺炎双球菌的转化实验（同学们看书肺炎双球菌的转化实验（同学们看书P43)1 1、分析每一组实验结果，分别说明了什么、分析每一组实验结果，分别说明了什么？2 2、在第、在第3 3组实验中加热后杀死的组实验中加热后杀死的S S型细菌为什么没有了型细菌为什么没有了致病性？致病性？3 3、第、第4 4组小鼠最终是因为什么细菌而死亡的？组小鼠最终是因为什么细菌而死亡的？4 4、在第、在第4 4组

4、中死亡小鼠体内有无组中死亡小鼠体内有无R R型细菌，若有，多型细菌，若有，多还是少？还是少？5、在第4组小鼠尸体上分离出了S型活菌，是S型菌“复活”了么?这些S型菌的后代也是有毒性的S型菌，又说明了什么？6、加热杀死的S型细菌是如何将R型细菌转化成S型细菌的（实验原理或转换的实质）？为什么？【抢答】【抢答】7.该实验能否证明该实验能否证明DNA是遗传物质？为什么？是遗传物质？为什么？实验结论：在第四组实验中，已实验结论：在第四组实验中，已经被杀死的经被杀死的S型细菌中，必然含型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质有某种促成这一转化的活性物质-“转化因子转化因子”。且这种。且这种性状的性状

5、的转化是可以遗传的转化是可以遗传的。相关曲线图相关曲线图多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA加热杀死的加热杀死的S型细菌型细菌 假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家, ,应该怎样设应该怎样设计实验来探究计实验来探究“转化因子转化因子”是哪一种物质？是哪一种物质？（二）体外转化实验（艾（二）体外转化实验（艾弗里弗里） 多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA（纯度（纯度)分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养R R R R R S加热杀死的加热杀死的S型细型细菌菌艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验结论：结论：DNA是转化因子，即是转化因子，即DNA是

6、使是使R型细菌型细菌 产生稳定遗传变化的物质（可遗传变异）。产生稳定遗传变化的物质（可遗传变异）。DNA +DNA酶酶R【思考】【思考】该实验设计的巧妙之处？补充实验的该实验设计的巧妙之处？补充实验的作用？作用？ 直接直接将蛋白质、将蛋白质、DNADNA等物质分开，单独、直接地等物质分开，单独、直接地观察它们的作用。观察它们的作用。进一步反正，使实验结果更可靠。进一步反正，使实验结果更可靠。 为什么持怀疑态度？有没有为什么持怀疑态度？有没有更好的材料更好的材料、更好的方法更好的方法能够将能够将DNADNA和蛋白质和蛋白质完全完全分开、单独分开、单独去观察它们的作用呢？去观察它们的作用呢？1.1

7、.实验材料实验材料 你有没有什么方法你有没有什么方法不用直接不用直接把把DNADNA和蛋白质分离开，但和蛋白质分离开，但是又可以是又可以追踪追踪到它的去向？到它的去向？2.研究方法：研究方法：同位素标记法（同位素示踪法）同位素标记法（同位素示踪法）蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P （标记（标记32P）（标记（标记35S）1952年赫尔希年赫尔希（A.Hershey)和蔡斯和蔡斯（M.Chase)如何标记如何标记T2噬菌体？噬菌体？3.噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌侵入侵入合成合成

8、组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附【思考】【思考】T2噬菌体是如何进行增殖的？是二分裂吗？噬菌体是如何进行增殖的？是二分裂吗？ 请阅读课本请阅读课本45页第一段文字以及图页第一段文字以及图3-6 时间：时间：2min思考思考 （1 1）如何标记）如何标记T2T2噬菌体？噬菌体？ （2 2）上清液和沉淀物内所含的物质）上清液和沉淀物内所含的物质 各是什么？各是什么？ （3 3）保温的目的是什么？）保温的目的是什么？ 搅拌的目的是什么？搅拌的目的是什么？ 离心的目的是什么？离心的目的是什么？ （4 4）通过该实验你能得出什么结论？）通过该实验你能得出什么结论？4.T2

9、4.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程噬菌体侵染大肠杆菌实验过程在在分别分别含有放射性同位素含有放射性同位素32P和和35S的培养基的培养基 中培养大肠细菌；中培养大肠细菌；分别分别用上述细菌培养用上述细菌培养T2噬菌体，制备含噬菌体，制备含32P 的噬菌体和含的噬菌体和含35S的噬菌体。的噬菌体。(1)(1)标记标记T2噬菌体的方法噬菌体的方法用标记的用标记的T2T2噬菌体噬菌体分别分别侵染侵染未被标记未被标记的大的大肠杆菌肠杆菌【思考】【思考】能用培养基直接培养能用培养基直接培养T2噬菌体吗？噬菌体吗？为什么？为什么？被被35S标标记的噬记的噬菌体菌体被被35S标记标记的噬菌体的噬菌体与细菌混

10、与细菌混合合搅搅拌拌离离心心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低？说明什么结果说明什么结果？说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内(2)(2)实验分析实验分析被被32P标记的标记的噬菌体与细菌噬菌体与细菌混合混合被被32P标记的标记的噬菌体噬菌体放射性很低放射性很低？放射性很高放射性很高说明什么结果说明什么结果？说明说明DNA进入到细菌内去了进入到细菌内去了35S蛋白质蛋白质32PDNA蛋白蛋白质质35SDNA32P DNA分分子具有连子具有连续性，是续性，是遗传物质遗传物质(3)(3)实验现象和结论实验现象和结论2 2、此实验还可以看出此实验还可以看出DNADN

11、A作为遗传物质有哪些功能？作为遗传物质有哪些功能？DNADNA能自我复制能自我复制DNADNA能控制蛋白质的合成能控制蛋白质的合成 利用利用同位素标记法间接同位素标记法间接的将的将DNA、蛋、蛋白质和其他物质分开，单独的、直接的去白质和其他物质分开，单独的、直接的去观察它们的作用。观察它们的作用。 【思考与讨论】【思考与讨论】P46P462.2.在证明在证明DNA、蛋白质或其他物质哪、蛋白质或其他物质哪一种是遗传物质的实验中一种是遗传物质的实验中最关键的设最关键的设计思路计思路是什么？是什么？1.完成右下角完成右下角【旁栏思考题】【旁栏思考题】P45RNA蛋白质蛋白质结论：结论：RNA是是烟草

12、花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质。遗传物质。1.1.讨论：探究烟草花叶病毒（是由讨论：探究烟草花叶病毒（是由RNARNA和蛋白质组成）和蛋白质组成）遗传物质的实验设计思路。遗传物质的实验设计思路。四人小组讨论，四人小组讨论，2min。观察观察(d)图可以得出什么结论？图可以得出什么结论？2.知知识识迁迁移移：1在证明在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中，是遗传物质的几个著名经典实验中，在实验设计思路中最关键的是在实验设计思路中最关键的是( ) A.要用同位素标记要用同位素标记DNA和蛋白质和蛋白质 B.要分离要分离DNA和蛋白质和蛋白质 C.要得到噬菌体和肺炎双球菌要得到噬菌体和肺炎双球

13、菌 D.要区分要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用和蛋白质，单独观察它们的作用D2.如果用如果用15N、32P、35S 标记噬菌体后，让其侵染标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为（能够找到的放射性元素为（ ） A、可在外壳中找到、可在外壳中找到15 N、32P 、和、和35S B、可在、可在DNA中找到中找到15N、32P C、可在外壳中找到、可在外壳中找到15N D、可在、可在DNA中找到中找到15N、32P、35S B3.3.甲、乙为两种不同的甲、乙为两种不同的RNA病毒，经病毒重建病毒，经病毒重建成成“杂种病毒杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物物细胞内产生的新一代病毒可表示为（细胞内产生的新一代病毒可表示为（ ）D4.4.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验：某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验：S S型菌的型菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加入加入R R型菌型菌注射小鼠注射小鼠R R型菌的型菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加入加入S S型菌型菌注射小鼠注射小鼠R R型菌型菌+DNA+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S S型菌的型菌的DNADNA注射小鼠注射小鼠S S型菌