遗传物质的探索历程详解演示文稿

遗传物质的探索历程详解演示文稿现在是1页\一共有46页\编辑于星期日优选遗传物质的探索历程现在是2页\一共有46页\编辑于星期日1866年，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由

遗传因子控制。1910年，摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于染色体上。科学家发现：染色体主要组成成分

蛋白质和DNA。DNA染色体在遗传上的连续性和稳定性?蛋白质背景了解：历史的步伐现在是3页\一共有46页\编辑于星期日一、遗传物质必须具备的特点1、具有存储巨大数量信息的可能2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢4、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产生变异）问题：两种不同的推测如何求证呢？考点一遗传物质早期认识现在是4页\一共有46页\编辑于星期日二、DNA是遗传物质的证据1．间接证据(早期推测)A:蛋白质是遗传物质(20世纪20年代)各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着。

蛋白质遗传信息结论：是遗传物质。蛋白质现在是5页\一共有46页\编辑于星期日稳定DNA蛋白质DNADNA连续B:DNA是遗传物质现在是6页\一共有46页\编辑于星期日【典例1】探索遗传物质的过程是漫长的．直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括

A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异

B.蛋白质与生物的性状密切相关

C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制

D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息C现在是7页\一共有46页\编辑于星期日1、实验材料：两种肺炎双球菌

多糖类荚膜R型菌菌落:粗糙

无荚膜，无毒S型菌菌落:光滑(Smooth)有荚膜，有毒，可致死一、肺炎双球菌的转化实验(Rough)考点二探索遗传物质经典实验现在是8页\一共有46页\编辑于星期日（1）将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。（2）将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。（3）将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。（4）将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合

后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。2、实验过程及结果：现在是9页\一共有46页\编辑于星期日

“转化因子”是什么？3、实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子现在是10页\一共有46页\编辑于星期日

问题思考：

在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？

必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。现在是11页\一共有46页\编辑于星期日多糖脂类蛋白质RNA

DNA加热杀死的S型细菌在杀死的S型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子：

但究竟哪一个才是转化因子呢？现在是12页\一共有46页\编辑于星期日

1、实验过程：

多糖脂类蛋白质

RNADNADNA+DNA酶

分别与R型活细菌混合培养

R

R

R

R

R

S

RS型活细菌

R

S

多数少数DNA艾弗里的体外转化实验1944年现在是13页\一共有46页\编辑于星期日2、实验结果：

①只有加入DNA才转化；②DNA越纯，转化越有效；③用DNA酶处理DNA，不再转化。转化因子是DNA。DNA才是遗传物质。而蛋白质等其他物质不是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）3、实验结论:现在是14页\一共有46页\编辑于星期日

1、艾佛理的体外转化实验有何妙处？思考：

2、这个实验结论足以让所有科学家信服吗？①把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用；②设计对照实验，用DNA酶处理，观察DNA的作用。现在是15页\一共有46页\编辑于星期日肺炎双球菌实验的评价1、遵循了严格的对照原则和单因子变量原则2、科学的思路：发现问题→提出假设→设计实验验证→得出结论①体内转化实验②体外转化实验探究实验的基本步骤格里菲思，体内转化实验艾弗里，体外转化实验现在是16页\一共有46页\编辑于星期日

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DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍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料？现在是17页\一共有46页\编辑于星期日

1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用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.二、噬菌体侵染细菌（大肠杆菌）实验考点二探索遗传物质经典实验1、实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA..现在是18页\一共有46页\编辑于星期日T2噬菌体的特点①是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒②头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌④

子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。

噬菌体大肠杆菌现在是19页\一共有46页\编辑于星期日噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌合成组装释放吸附侵入合成组装释放吸附动画

首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面侵入然后，噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。噬菌体的DNA在细菌体内，使细胞本身的DNA解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质，这些新合成的DNA和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。现在是20页\一共有46页\编辑于星期日

T2噬菌体模式图选择噬菌体优点：结构简单。侵入细菌后，蛋白质外壳与DNA分离，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。DNA（主要元素是C、H、O、N、P）蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）思考：为什么要用35S和32P标记？用14C和18O等标记行吗？现在是21页\一共有46页\编辑于星期日2、实验设计思路：用同位素标记亲代噬菌体的蛋白质和DNA，分别去感染无任何标记的宿主，观察子代噬菌体的放射性，分析哪种物质能在亲子代之间遗传。现在是22页\一共有46页\编辑于星期日3、实验过程：（1）标记宿主细菌：分别用35S和32P培养基培养大肠杆菌，获得分别含有35S和32P的大肠杆菌。（2）标记噬菌体：分别用35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体，获得分别含有35S和32P的亲代噬菌体。细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌现在是23页\一共有46页\编辑于星期日（3）侵染细菌：用含35S的噬菌体＋大肠杆菌混合培养用含32P的噬菌体＋大肠杆菌混合培养（4）搅拌、离心噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含35S的噬菌体含32P的噬菌体现在是24页\一共有46页\编辑于星期日现在是25页\一共有46页\编辑于星期日上清液放射性低用含32P的噬菌体＋大肠杆菌混合培养沉淀物放射性高用含35S的噬菌体＋大肠杆菌混合培养上清液放射性高沉淀物放射性低沉淀物（大肠杆菌）中含有大量的子代噬菌体个体。现在是26页\一共有46页\编辑于星期日（5）实验结论：DNA才是遗传物质现在是27页\一共有46页\编辑于星期日——分离不完全(噬菌体蛋白质外壳)——释放出来的、未侵染的噬菌体1、为什么35S标记组，沉淀物也有放射性？32P标记组上清液也存在放射性？讨论：2、赫尔希和蔡斯实验能说明蛋白质是遗传物质吗？现在是28页\一共有46页\编辑于星期日实验步骤标记细菌标记噬菌体噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心观察放射性的分布“短时间”：保证子代噬菌体的DNA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”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。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粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。内部DNA不存在了的噬菌体外壳现在是29页\一共有46页\编辑于星期日【典例2】根据蔡斯和赫尔希的实验回答下列问题：①上清液和沉淀物中的成分分别是

和

，原因是：

。②进入细菌体内的是噬菌体的

,依据是：

。③该实验能否证明DNA是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？噬菌体外壳细菌两者密度不同DNA放射性32P只存在于沉淀物中只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。现在是30页\一共有46页\编辑于星期日C【典例3】根据蔡斯和赫尔希的实验回答下列问题：④T2噬菌体复制所需原料来自，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是。大肠杆菌大肠杆菌的核糖体【典例4】噬菌体侵染细菌实验不能证明（）①DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性②DNA分子结构的相对稳定性③DNA能指导蛋白质的合成④DNA能产生可遗传变异⑤DNA是遗传物质⑥DNA是主要的遗传物质A．①②③④B．①③⑤C．②④⑥D．④⑥返回现在是31页\一共有46页\编辑于星期日DNA是遗传物质1928年格里菲思——体内转化实验1944年艾弗里——体外转化实验1952年赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验经典实验现在是32页\一共有46页\编辑于星期日DNA是唯一的遗传物质吗？现在是33页\一共有46页\编辑于星期日流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？［敢于质疑］现在是34页\一共有46页\编辑于星期日如果你是科学家，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：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。［知识拓展］现在是35页\一共有46页\编辑于星期日烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？烟草花叶病毒的遗传物质是RNA思路:烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质①仅RNA能使烟草产生原样病斑

②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑

③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑若出现①结果则仅RNA是遗传物质；

若出现②结果则仅蛋白质是遗传物质；

若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物质预测结果：（现象）提出问题：作出假设：设计实验：探究烟草花叶病毒的遗传物质？得出结论：现在是36页\一共有46页\编辑于星期日实验探究蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质现在是37页\一共有46页\编辑于星期日分离分离重组重组感染新的病毒产生哪种病毒？现在是38页\一共有46页\编辑于星期日

RNA病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒重建实验现在是39页\一共有46页\编辑于星期日细胞结构生物原核生物真核生物遗传物质是DNA非细胞结构生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：生物总结4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。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DNA是遗传物质。3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA1、一切生物的遗传物质是核酸现在是40页\一共有46页\编辑于星期日DNA是生物界的主要遗传物质格里菲斯、艾佛里、赫尔希和蔡斯等探索、假设、证明，所以：现在是41页\一共有46页\编辑于星期日4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳——DNA可以指导蛋白质的合成。1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理，DNA仍具有生物活性——DNA分子结构具有相对稳定性。2、肺炎双球菌转化实验中，R型细菌可以转化生成S型细菌——DNA可以发生可遗传的变异。3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性——DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。能产生可遗传变异具有相对稳定的结构能自我复制,使亲子代具有一定的连续性④能指导蛋白质合成，控制生物的性状能贮存大量的遗传信息作为遗传物质所必须具备的特点:现在是42页\一共有46页\编辑于星期日②S型细菌体内的DNA热稳定性较高，把DNA溶液加热至沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，