DNA是主要的遗传物质.pptx

1、第三章 基因的本质,第一节 DNA是主要的遗传物质,学习目标,1、理解格里菲斯的肺炎双球菌转化实验的结论及其意义 2、理解艾弗里的肺炎双球菌转化实验的设计思路及结论 3、噬菌体侵染大肠杆菌的实验原理、过程及结论 4、理解DNA是主要的遗传物质的内涵,知识回顾,19世纪中期，孟德尔杂交试验发现了遗传规律，并提出“ ”,遗传因子,20世纪初，约翰逊把“遗传因子”更名为“ ”,基因,20世纪初，摩尔根利用果蝇杂交实验证明了基因位于 上,染色体,染色体主要由 和 组成,基因（遗传物质）是在蛋白质还是DNA上呢？,蛋白质,DNA,对遗传物质的早期推测,遗传物质位于蛋白质上,假说,依据,蛋白质是有多种氨基

2、酸连接而成的生物大分子。氨基酸 、 、 多样，肽链的 多样使得蛋白质呈现出多样性。,20世纪20年代,20世纪30年代,DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。脱氧核苷酸的化学组成包括 、 和 。,主流思想,蛋白质是遗传物质,种类,数目,排列顺序,空间结构,磷酸,碱基,脱氧核糖,肺炎双球菌转化实验,1928年，格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验,1940年，艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验,肺炎双球菌,有多糖荚膜,无多糖荚膜,粗糙,光滑,有毒性 人患肺炎 小鼠患败血症,无毒性,肺炎双球菌体内转化实验（格里菲斯）,第一组,第二组,第三组,第四组,R型活细菌,小鼠,过程,组别,结果,注射,小鼠仍

3、活着,S型活细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌和 R型活细菌,注射,小鼠,小鼠仍活着,小鼠死亡，分离出活S型菌,小鼠死亡，分离出活S型菌,1、该实验设计遵循了哪些实验原则？,对照原则；控制变量原则,肺炎双球菌体内转化实验,第一组,第二组,第三组,第四组,R型活细菌,小鼠,过程,组别,结果,注射,小鼠仍活着,S型活细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌和 R型活细菌,注射,小鼠,小鼠仍活着,小鼠死亡，分离出活S型菌,小鼠死亡，分离出活S型菌,2、第一组和第二组的实验对比说明了什么问题？,R型细菌无毒性，不能杀死小鼠 S型细菌有毒性，

4、能杀死小鼠,肺炎双球菌体内转化实验（格里菲斯）,第一组,第二组,第三组,第四组,R型活细菌,小鼠,过程,组别,结果,注射,小鼠仍活着,S型活细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌和 R型活细菌,注射,小鼠,小鼠仍活着,小鼠死亡，分离出活S型菌,小鼠死亡，分离出活S型菌,3、第二组和第三组的实验对比说明了什么问题？,说明S型细菌有毒性，加热致死无毒性，无法使小鼠死亡,肺炎双球菌体内转化实验（格里菲斯）,第一组,第二组,第三组,第四组,R型活细菌,小鼠,过程,组别,结果,注射,小鼠仍活着,S型活细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌,注射,小鼠,加热杀死的S型细菌和 R

5、型活细菌,注射,小鼠,小鼠仍活着,小鼠死亡，分离出活S型菌,小鼠死亡，分离出活S型菌,4、第三组和第四组的实验对比说明了什么问题？,已加热杀死的S型细菌中一定含有使R型细菌转化为S型细菌的转化因子,肺炎双球菌体内转化实验（格里菲斯）,5、根据下面资料，请问“转化因子”是否有可能是蛋白质？,不可能，蛋白质高温失活,科学家研究发现，蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80100的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55 左右时，DNA双链能够恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。,设法通过实验，找出“转化因子” 为何物？,肺炎双球菌体外转化实验（艾弗里）,设计思路,设法将S型细菌

6、的DNA与蛋白质、多糖等物质分开，加入R型培养基中单独地直接去观察他们的作用,S型细菌捣碎（分离）,DNA,蛋白质,多糖,脂类,RNA,R型活细菌,出现S型和R型活菌,R型活菌+S型细菌的DNA+DNA酶,只有R型活菌,只有R型活菌,肺炎双球菌体外转化实验（艾弗里）,结论：,DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,（DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）,R型活菌+S型细菌的DNA+DNA酶,只有R型活菌,艾弗里实验中设置DNADNA酶这一组实验的目的是什么？,1、证实DNA的分解产物不是“转化因子” ； 2、进一步与只加DNA组对照，从反面证明DNA是遗传物质。,T2噬菌体侵染细菌的

7、实验（赫尔希和蔡斯）,实验思路,把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。,T2噬菌体,实验材料,大肠杆菌,T2噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）,资料一：T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程,吸附,注入,合成,组装,释放,遗传物质被注入大肠杆菌体内,合成子代噬菌体的原料分别是什么？来源什么地方？,尾部的末端吸附在大肠杆菌的表面,释放出子代噬菌体,蛋白质外壳和DNA分子组装成一个新的噬菌体,资料二：在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明： 硫仅存在于蛋白质分子中； 磷几乎都存在于DNA分子中。,2、如何把DNA分子和蛋白质区分开来？,1、用什么方法追踪遗传物质的去向呢？,思考：

8、,3、如何使DNA分子和蛋白质分别标记上32P 和35S,同位素标记法,用35S标记蛋白质；32P标记DNA。,T2噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）,第一步： 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,第二步： 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,含35S的培养基,含35S的细菌,含35S的噬菌体,T2噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）,实验过程,实验结果,T2噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）,1、用35S标记蛋白质的一组， 放射性高， 放射性低，说明 。 2、用32P标记DN

9、A的一组， 放射性高， 放射性低，说明 。,沉淀物,上清液,沉淀物,上清液,蛋白质没进入细菌体内,DNA进入细菌体内,a.为什么用35S标记的A组实验，沉淀物中也有少量的放射性？放射性从何而来？,搅拌不充分，含有少量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,思考讨论：,保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代噬菌体,b.为什么用32P标记的B组实验，上清液中也有少量放射性？导致放射性的可能原因有哪些？,思考讨论：,T2噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）,实验结论,DNA进入细菌体内，子代

10、噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质。,（1）艾弗里的实验：直接将S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等分开，分别与R型细菌混合培养。 （2）赫尔希和蔡斯的实验：分别用放射性同位素35S 、32P标记噬菌体的蛋白质和DNA，分别让其侵染大肠杆菌。,艾弗里肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验比较,设法将DNA与其他物质 ，单独地直接地研究它们各自的作用,1实验思路相同：,2实验设计原则相同：,都遵循 原则,3处理方式的区别,分开,对照,流感病毒,SARS病毒,下面这些生物的遗传物质是什么？,RNA病毒的遗传物质是RNA,1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质

11、是RNA,烟草花叶病毒,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。,烟草花叶病毒,得花叶病,不得花叶病,生物,有细胞结构,无细胞结构,真核生物（含DNA、RNA）,原核生物（含DNA、RNA）,病毒,DNA病毒,RNA病毒,遗传物质是RNA,遗传物质是DNA,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此,DNA是主要的遗传物质。,课堂小结1,判断：烟草和烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA,1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有转化因子,1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA,195

12、2年赫尔希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA,1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,DNA是主要的遗传物质,课堂小结2,1格里菲思(F.Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果() A证明了DNA是遗传物质 B证明了RNA是遗传物质 C证明了蛋白质是遗传物质 D没有具体证明哪一种物质是遗传物质,艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知,A、不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B、说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C、和说明S型菌的DNA是转化因子 D、说明DNA是主要的遗传物质,某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验： 用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌； 用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌； 用3H标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。 一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是,A沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 B沉淀物、沉淀物、沉