DNA是主要的遗传物质 (复习公开课)

1、第第1节节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第第3章章 基因的本质基因的本质孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了豆实验证明了生物的性状由生物的性状由 控制控制遗传因子遗传因子观察减数分观察减数分裂和受精作裂和受精作用时发现，用时发现，染色体染色体在遗在遗传上的连续传上的连续性和稳定性性和稳定性摩尔根通过摩尔根通过果蝇实验证果蝇实验证明了基因位明了基因位于于 上上科学家发现：科学家发现：染色体主要组染色体主要组成成分成成分 蛋白质和蛋白质和DNADNA染色体染色体DNA蛋白质蛋白质作为遗传物质具备的条件作为遗传物质具备的条件:在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地在细胞生长和繁殖的过程中能够精

2、确地复复 制制自己，使前后代具有一定的自己，使前后代具有一定的连续性连续性；能够指导蛋白质合成，从而能够指导蛋白质合成，从而控制控制生物的生物的性性 状和新陈代谢状和新陈代谢的过程；的过程；具有具有贮存贮存大量大量遗传信息遗传信息的潜在能力，分子的潜在能力，分子结构具有多样性；结构具有多样性；结构结构比较比较稳定稳定，但在特殊情况下又能发生，但在特殊情况下又能发生 突变突变，而且突变以后还能继续复制，并能，而且突变以后还能继续复制，并能 遗传给后代遗传给后代。蛋白质是遗传物质的观点占主导地位蛋白质是遗传物质的观点占主导地位对遗传物质的早期推测：对遗传物质的早期推测：一、肺炎双球菌转化实验一、肺

3、炎双球菌转化实验1 1、肺炎双球菌、肺炎双球菌2 2、格里菲斯的实验、格里菲斯的实验3 3、艾弗里的实验、艾弗里的实验二、噬菌体浸染大肠杆菌的实验二、噬菌体浸染大肠杆菌的实验1 1、噬菌体、噬菌体2 2、方法：放射性同位素标记法、方法：放射性同位素标记法3 3、如何标记噬菌体、如何标记噬菌体4 4、实验过程、实验过程DNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据1 1、肺炎双球菌、肺炎双球菌 多糖类荚膜多糖类荚膜R型菌型菌（Rough）S型菌型菌（Smooth）菌体有多糖类的荚膜，它菌体有多糖类的荚膜，它的菌落表面光滑，有毒性，的菌落表面光滑，有毒性，可以使人患肺炎或使小鼠可以使人患肺炎或使小

4、鼠患败血症。患败血症。菌体无多糖类的荚膜，它菌体无多糖类的荚膜，它的菌落表面粗糙，无毒性。的菌落表面粗糙，无毒性。2 2、格里菲思细菌转化实验、格里菲思细菌转化实验( (体内转化实验体内转化实验) )R型活菌型活菌+S型死菌型死菌S型活菌型活菌格里菲斯推论：加热杀死的格里菲斯推论：加热杀死的S型菌中，必然含有促成这型菌中，必然含有促成这一转化的活性物质一转化的活性物质转化因子转化因子，将无毒的，将无毒的R型活菌转型活菌转化成为有毒性的化成为有毒性的S型活菌型活菌设法把设法把与蛋白质等其他成分分开与蛋白质等其他成分分开，从而单独，从而单独地、直接地去观察地、直接地去观察DNA的作用。的作用。艾弗

5、里的实验设计思路是什么？艾弗里的实验设计思路是什么？S型活细菌型活细菌多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA 分别与分别与R R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRRSRS3 3、艾弗里的细菌转化实验、艾弗里的细菌转化实验( (图解图解) )( (体外转化实验体外转化实验) )DNA纯度越高越有效纯度越高越有效DNA+DNA酶酶结论：结论：DNA是使是使R型菌产生稳定遗传变化的物质型菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质是遗传物质，蛋白质不是遗传物质转化的实质：转化的实质： S S型细菌的型细菌的DNADNA片段整合到了片段整合到了R R型细菌型细菌的的D

6、NADNA中，即实现了中，即实现了基因重组基因重组。R型菌为什么可型菌为什么可以转化成以转化成S菌？菌？体内转化与体外转化比较体内转化与体外转化比较:体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验操作人操作人格里菲思格里菲思艾弗里及其同事艾弗里及其同事细菌培细菌培养场所养场所小鼠体内小鼠体内培养基培养基(体外体外)巧妙构思巧妙构思用加热杀死的用加热杀死的S型细菌做对照型细菌做对照将物质提纯分离各自观将物质提纯分离各自观察察结果观察结果观察小鼠是否死亡小鼠是否死亡培养基中菌落培养基中菌落实验结论实验结论S型菌体内有转型菌体内有转化因子化因子S型菌的型菌的DNA是遗传物是遗传物质质体内转化实验体

7、内转化实验体外转化实验体外转化实验相相同同点点巧妙选用巧妙选用R型和型和S型两种肺炎双球菌型两种肺炎双球菌实验目的都是探究遗传物质的成分实验目的都是探究遗传物质的成分体内转化实验是体外转化实验的基础，后体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸者则是前者的延伸实验设计都遵循对照原则和单一变量原则实验设计都遵循对照原则和单一变量原则例例1：在格里菲斯的肺炎双球菌转化实验中，加在格里菲斯的肺炎双球菌转化实验中，加热杀死的热杀死的S型细菌的某种成分能使型细菌的某种成分能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌，型细菌，R型细菌转化过程中遗传物质的变化与型细菌转化过程中遗传物质的变化与下列哪种过

8、程最为相似下列哪种过程最为相似()A太空诱变育种获得高产品种太空诱变育种获得高产品种B花药离体培养获得单倍体植株花药离体培养获得单倍体植株C农杆菌质粒侵入受体细胞农杆菌质粒侵入受体细胞D秋水仙素诱导染色体加倍秋水仙素诱导染色体加倍C 艾弗里的实验引起了人们的注意，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但是，由于艾弗里实验中提取出的DNADNA，纯，纯度最高时也还有度最高时也还有0.02%0.02%的蛋白质，的蛋白质，因此，仍因此，仍有人对实验结论表示怀疑。有人对实验结论表示怀疑。 有没有比细菌更为简单的实验材有没有比细菌更为简单的实验材料？料？ 19521952年，年，以

9、以为实验材料，完成了另一个更为实验材料，完成了另一个更具有说服力的实验具有说服力的实验. . T T2 2噬菌体是一种噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，结结构包括构包括头部头部和和尾部尾部，化学成分：，化学成分：蛋白质蛋白质和和DNA二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1 1、T T2 2噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌T T2 2 噬菌体的特点噬菌体的特点 是一种专门是一种专门寄生寄生在在大肠杆菌大肠杆菌体内的病毒体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNADNA在在自身遗传物质自身遗传物

10、质的指导下进行繁殖的指导下进行繁殖, ,原料来自大肠杆菌原料来自大肠杆菌 子代噬菌体从子代噬菌体从宿主细胞宿主细胞裂解释放裂解释放。 噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌侵染细菌的过程侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程：侵入别的细菌侵入别的细菌合成和复制合成和复制组装组装释放释放吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放吸附吸附注入注入实验原理和方法：同位素标记法实验原理和方法：同位素标记法思考：思考： 能不能用能不能用3H、14C、18O来标记噬菌体？来标记噬菌体？ 能不能同时用能不能同时用35S和和32P来标记同一个噬菌体？来标记同一个噬菌体？ 如何标记噬菌体？如何标记噬菌体？

11、32PDNA：蛋白质：蛋白质：35S标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：v在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素32p 和和35s的培养基中的培养基中培养培养大肠杆菌大肠杆菌v分别用分别用上述大肠杆菌培养上述大肠杆菌培养T2噬菌体噬菌体，得到，得到32p标记标记DNA 的噬菌体和的噬菌体和35s标记蛋白质的噬菌体标记蛋白质的噬菌体T T2 2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验T T2 2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验离心离心离心离心搅拌作用？搅拌作用？离心目的？离心目的？结果结果 35S标记噬菌体蛋白质标记噬菌体蛋白质 32P标记噬菌体标记噬菌体DNA蛋白质没有进入细蛋白质没

12、有进入细胞，子代噬菌体没胞，子代噬菌体没有检测到放射性有检测到放射性DNA进入细胞，进入细胞，子代噬菌体中检子代噬菌体中检测到了放射性测到了放射性结论：结论：子代噬菌体的各种性状，是通过亲子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的代的DNA遗传的，遗传的，在亲子代之间具有连续在亲子代之间具有连续性的物质是性的物质是DNA，即，即DNA是遗传物质是遗传物质A组B组离心离心离心离心(1)(1)用用3535S S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：射性的原因： 由于由于搅拌不充分搅拌不充分，有少量含，有少量含3535S S的噬菌体吸附在细的噬菌体吸附在细菌

13、表面，随细菌离心到沉淀物中。菌表面，随细菌离心到沉淀物中。(2)(2)用用3232P P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：射性的原因：保温时间短保温时间短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。放射性。噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段段保温时间过长保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子，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，也会使上清

14、液中出现放代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。射性。上清液和沉淀物放射性分析：上清液和沉淀物放射性分析：T2噬菌体浸染细菌与肺炎双球菌转化实验的比较噬菌体浸染细菌与肺炎双球菌转化实验的比较相同点相同点均把均把DNA和蛋白质分开，单独处理，观和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中察它们各自的作用，但两类实验中DNA与与蛋白质分开的方式不同蛋白质分开的方式不同都遵循了对照原则都遵循了对照原则都能证明都能证明DNA是遗传物质，都不能证明是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质不不同同点点方方法法不不同同艾弗里实艾弗里实验验直接分离：分离直接分离：

15、分离S型细菌的型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分、多糖、蛋白质等，分别与别与R型菌混合培养型菌混合培养噬菌体侵噬菌体侵染染细菌实验细菌实验同位素标记法：分别标记同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素和蛋白质的特征元素(32P和和35S) 许多科学家认为这一实验对证明DNA是遗传物质更有说服力。你同意这种观点吗？为什么？为什么说噬菌体实验更为什么说噬菌体实验更有说服力？有说服力？积极思维积极思维分析分析蛋白质蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验实验结果结果出现病斑出现病斑不出现病斑不出现病斑实验实验结果结果RNA也是遗传物质的证据也是遗传物质的证据RNA也是也是遗传遗

16、传物质物质的证的证据据流感病毒流感病毒SARS病毒病毒HIVDNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质绝大多数生物遗传物质是绝大多数生物遗传物质是DNA少数生物遗传物质是少数生物遗传物质是RNA结论：结论：小结小结1、具有、具有细胞结构细胞结构的生物，既含的生物，既含DNA，又含，又含RNA，其遗，其遗传物质是传物质是DNA 2、DNA病毒，只含病毒，只含DNA，其遗传物质是，其遗传物质是DNA3、RNA病毒，只含病毒，只含RNA，其遗传物质是，其遗传物质是RNA4、由于绝大多数生物的遗传物质是、由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说，所以说DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。但肺炎双球菌

17、和噬菌体侵染实验。但肺炎双球菌和噬菌体侵染实验只能证明只能证明DNA是遗传物质是遗传物质，不能证明，不能证明DNA是主要的遗是主要的遗传物质传物质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是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质绝大多数生物遗传物质是绝大多数生物遗传物质是DNA少数生物遗传物质是少数生物遗传物质是RNA 如果用如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，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，能够找到的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是放射性元素是A、可在外壳中找到、可在外壳中找到15N和和35SB B、可在、可在DNADN