专题14、人类对遗传物质的探索

PAGEPAGE3专题14、人类对遗传物质的探索一、验证实验：1、肺炎双球菌的转化实验：R型细菌：菌落粗糙，菌体无多糖类的荚膜，是无毒性的球形菌S型细菌：菌落光滑，菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的球形菌格里菲斯的实验(上图)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活菌转化为有毒性的S型活菌。艾弗里的实验(上图)结论：S型细菌的DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。即DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。说明：(1)艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的菌落特征而确定的。(2)加热杀死的S型细菌的DNA分子可进入R型细菌细胞中，利用R型细菌细胞中的原料与场所在S型细菌DNA的指导下合成S型细菌的蛋白质与DNA，并构建新的S型细菌。(3)肺炎双球菌转化作用的实质：外源DNA与受体DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。DNA越纯，转化率越高。2、噬菌体侵染细菌的实验：(1)病毒：病毒是由蛋白质和核酸构成，全部营寄生生活。(2)噬菌体的基本结构：外壳(由蛋白质构成)和内部(由DNA构成)(3)侵染过程：吸附在细菌表面注入噬菌体的DNA合成噬菌体DNA和蛋白质(原料：由细菌提供；条件：噬菌体DNA转录、翻译)组装成子代噬菌体释放子代噬菌体步骤①标记细菌细菌+含35S的培养基→含35S的细菌细菌+含32P的培养基→含32P的细菌②标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌→含35S的噬菌体噬菌体+含32P的细菌→含32P的噬菌体③噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌→上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体没有检测到35S含32P的噬菌体+细菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体检测到32P分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内结论子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质说明：上清液和沉淀物中为何都有放射性？(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验最终结果显示在离心后的上清液中，也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有：①保温时间过短，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；②从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液的放射性含量升高。(2)若用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，则可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。3、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较相同点①均使DNA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DNA与蛋白质分开的方式不同；②都遵循了对照原则；③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质不同点方法不同艾弗里实验直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养噬菌体侵染细菌实验同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)结论不同①肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质②噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内4、烟草花叶病毒的重建。烟草花叶病毒(简称TMV)它的基本成分是蛋白质和RNA，科学家用石碳酸处理这种病毒时能去掉其蛋白质外壳而只留下RNA，若将此RNA接种到正常的烟叶上，可导致花叶病。如果用其蛋白质感染烟叶，则不发生该病，由此证明RNA起着遗传物质的作用。又如车前草病毒(简称HRV)也是一种只含RNA和蛋白质的病毒，有人将TMV的蛋白质与HRV的RNA结合，使之形成一个类似“杂种”的新品系，并用它进行侵染实验，结果发生的病症以及繁殖的病毒类型与HRV病毒相同，这更进一步证明了RNA在遗传上的作用。结论：不含DNA的病毒，RNA是遗传物质。二、生物的遗传物质：核酸(DNA或RNA)1、真核生物、原核生物(细胞结构的生物)，只含DNA的病毒(如噬菌体)，遗传物质是DNA，即绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质(细胞质中的遗传物质是DNA)。2、烟草花叶病毒(只含RNA)等少数生物以RNA作为遗传物质。(注意：既含DNA又含RNA的生物，遗传物质是DNA；只含RNA而不含DNA的某些病毒的遗传物质是RNA)。生物类型病毒原核生物真核生物核酸的种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA碱基的种类4种5种5种核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA三、染色体是遗传物质的主要载体。DNA是主要的遗传物质。在真核生物中，DNA大量的集中在细胞核内的染色体上，只有少量的DNA存在于细胞质的线粒体和叶绿体等细胞器中。因此，染色体是遗传物质的主要载体。四、生物的遗传方式(根据遗传物质的存在部位划分)。细胞核遗传：受细胞核内遗传物质(核基因)控