高中生物必修二是主要的遗传物质

高中生物必修二是主要的遗传物质第1页，共34页，2023年，2月20日，星期二摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于

上孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由

控制遗传因子染色体科学家发现：染色体主要组成成分

蛋白质和DNA。历史的步伐染色体在遗传上的连续性和稳定性说明染色体在生物的遗传中起着重要作用染色体=DNA+蛋白质，遗传物质是DNA，还是蛋白质？结论新问题历史的步伐第2页，共34页，2023年，2月20日，星期二遗传物质的早期推测氨基酸多种多样染色体

20世纪20年代：蛋白质是生物的遗传物质

蛋白质DNA结构未知遗传物质第3页，共34页，2023年，2月20日，星期二遗传物质的早期推测1.DNA基本单位－脱氧核苷酸脱氧核糖磷酸碱基A脱氧核糖磷酸G脱氧核糖磷酸脱氧核糖C磷酸T脱氧核糖磷酸2.脱氧核苷酸的种类20世纪30年代：DNA有重要作用第4页，共34页，2023年，2月20日，星期二一格里菲斯的肺炎双球菌实验——体内转化实验1.肺炎双球菌的类型S型菌R型菌荚膜（多糖）R型菌S型菌菌落光滑(Smooth)，菌体有荚膜，能够使人患肺炎或使小鼠患败血病，有毒性。菌落粗糙(Rough)，菌体无荚膜，无毒性。第5页，共34页，2023年，2月20日，星期二一格里菲斯的肺炎双球菌实验——体内转化实验2.实验①①活R型菌（无毒）注入小鼠小鼠不死亡②活S型菌（有毒）注入小鼠小鼠死亡②体内分离出S型活细菌第6页，共34页，2023年，2月20日，星期二一格里菲斯的肺炎双球菌实验——体内转化实验2.实验体内分离出S型活细菌③④死S型菌（加热杀死，无毒）注入小鼠小鼠不死亡③活R型菌（无毒）死S型菌（无毒）混合注入小鼠小鼠死亡④第7页，共34页，2023年，2月20日，星期二一格里菲斯的肺炎双球菌实验——体内转化实验2.实验第一组无毒的R型活细菌小鼠不死亡第二组有毒的S型活细菌小鼠死亡第三组无毒的S型死细菌小鼠不死亡第四组S型死细菌+R型活细菌小鼠死亡S型死+R型活=S型活结论：加热杀死的S型细菌中，含有促成R型

细菌转化成S型活细菌的转化因子促进上述转化的“转化因子”是什么？第8页，共34页，2023年，2月20日，星期二二艾弗里的肺炎双球菌实验——体外转化实验1.S型细菌物质的提纯和鉴定荚膜多糖蛋白质DNA包含第9页，共34页，2023年，2月20日，星期二二艾弗里的肺炎双球菌实验——体外转化实验荚膜多糖蛋白质DNAR型、S型R型R型2.实验培养R型菌的培养基S型菌DNA+DNA酶

R型第10页，共34页，2023年，2月20日，星期二

DNA的纯度越高，转化就越有效。

分别与R型活细菌混合培养S型活细菌多糖脂类蛋白质RNADNADNA水解物RRRRRSRRS二艾弗里的肺炎双球菌实验2.实验——体外转化实验第11页，共34页，2023年，2月20日，星期二二艾弗里的肺炎双球菌实验3.实验结论——体外转化实验

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。以上转化实验表明：DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。第12页，共34页，2023年，2月20日，星期二二艾弗里的肺炎双球菌实验——体外转化实验4.艾弗里的实验思路将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂

类和DNA等提取出来，分别与R型

细菌进行混合。1、实验材料：

2、假设：

3、实验操作：5、实验结果：6、分析结论：只有DNA与R型细菌进行混合，才

能使R型细菌转化成S型细菌DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质选用肺炎双球菌DNA是遗传物质由此可见：科学家是设法把DNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察DNA的作用。第13页，共34页，2023年，2月20日，星期二二肺炎双球菌转化实验发现问题提出问题实验验证得出结论格里菲思

艾弗里及其同事

小鼠体内

培养基(体外)

用加热杀死的S型细菌做对照

将物质提纯分离各自观察

小鼠是否死亡

培养基中菌落

S型细菌体内有转化因子

S型细菌的DNA是遗传物质

第14页，共34页，2023年，2月20日，星期二肺炎双球菌转化实验中的4点易错分析易错警示二肺炎双球菌转化实验第15页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯的T2噬菌体试验(1952年)1.T2噬菌体头部尾部DNA蛋白质第16页，共34页，2023年，2月20日，星期二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。噬菌体大肠杆菌三噬菌体侵染细菌的实验第17页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备用含35S和32P的培养基分别培养大肠杆菌，用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到含32P标记DNA的噬菌体和含35S标记蛋白质的噬菌体为什么需要先标记大肠杆菌？噬菌体不能直接被标记，它是寄生于大肠杆菌的病毒，可通过大肠杆菌进行标记第18页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备用含35S和32P的培养基分别培养大肠杆菌，用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到含32P标记DNA的噬菌体和含35S标记蛋白质的噬菌体C、H、O、N、PC、H、O、N、S（32p标记）（35s标记）将DNA和蛋白质区分开,单独观察他们的作用第19页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备3.实验过程①用35S标记的噬菌体（蛋白质被标记）未标记的大肠杆菌+搅拌搅拌的目的：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。子代噬菌体无35S短时间第20页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备3.实验过程①用35S标记的噬菌体（蛋白质被标记）未标记的大肠杆菌+离心上清液沉淀物（含T2噬菌体颗粒）（含被感染的大肠杆菌）——放射性高——放射性低说明：噬菌体的蛋白质外壳没有进入

大肠杆菌中子代噬菌体无放射性第21页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备3.实验过程用32P标记的噬菌体（DNA被标记）未标记的大肠杆菌+子代噬菌体有32P②搅拌短时间第22页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验2.实验准备3.实验过程用32P标记的噬菌体（DNA被标记）未标记的大肠杆菌+离心上清液沉淀物（含T2噬菌体颗粒）（含被感染的大肠杆菌）——放射性低——放射性高说明：DNA进入大肠杆菌中子代噬菌体有放射性②第23页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论第一组实验第二组实验35S标记蛋白质32P标记DNA

无35S标记蛋白质有32P标记DNA外壳蛋白质无35SDNA有32P

DNA分子是遗传物质第24页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验4、T2噬菌体侵染大肠杆菌的示意图：大肠杆菌DNA注入大肠杆菌中利用大肠杆菌内的物质合成蛋白质外壳和DNA组装成新的T2噬菌体大肠杆菌破裂，T2噬菌体释放出来三噬菌体侵染细菌的实验吸附注入合成组装释放第25页，共34页，2023年，2月20日，星期二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。内部无DNA的噬菌体外壳三噬菌体侵染细菌的实验实验过程第26页，共34页，2023年，2月20日，星期二离心离心1、为什么选择35S和32P作标记而不选用其他的同位素?2、第一（二）组实验中为什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？在第一组实验中，35S标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。在第二组实验中，32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验1、实验设计思路：3、实验过程：把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用(1)标记细菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌(2)标记噬菌体噬菌体+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(3)噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低:上清液放射性很低,沉淀物放射性很高2、实验方法：放射性同位素标记法为什么沉淀物或上清液有少量放射性第28页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验三噬菌体侵染细菌的实验思考1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体很小，结构简单，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，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2.最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、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，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。第29页，共34页，2023年，2月20日，星期二易错警示噬菌体侵染细菌实验的易错分析第30页，共34页，2023年，2月20日，星期二三噬菌体侵染细菌的实验三噬菌体侵染细菌的实验5