资源简介

(共31张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质（第2课时）
第3章 基因的本质
DNA结构
DNA纯度
DNA作用
质疑：DNA是遗传物质。
回顾：
10
20
30
40
0
0.1
1
10
100
噬菌体数量（个）
时间（min）
思考：
1.噬菌体的数量是如何变化的？
2.两条曲线之间有什么逻辑关系？
3.细菌最后的结局是什么？
潜伏期
生长期
释放期
菌体外
菌体内
问题：噬菌体的遗传物质是什么？
作为噬菌体遗传物质的条件
进入细菌细胞中，指导子代噬菌体的形成。
可将遗传信息传递到子代噬菌体，保持亲子代噬菌体性状的连续性、稳定性。
推测：哪种成分进入，则哪种成分是遗传物质。
蔡斯(左)赫尔希(右)
思考1：如何知道哪种成分进入菌体内？
T2噬菌体是一种专门寄生大肠杆菌的病毒。
在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。
对这两种物质的分析表明：仅蛋白质分子中含有硫（S），磷（P）几乎都存在于DNA分子中。
35S—标记蛋白质、32P—标记DNA
T2噬菌体电镜图和模式图
头部
尾部
尾丝
DNA
思考2：怎么标记噬菌体？
利用含放射性的培养基先标记细菌
带标记的噬菌体
分别得到
思考3：实验用噬菌体可否带2种标记？
思考4：带标记的噬菌体感染什么样的细菌呢？
无放射性标记的细菌
Waring 搅拌器
[保存在斯普林港实验室的档案室]
搅拌后
思考5：怎样使菌体外侧的噬菌体与大肠杆菌分开
离心后
一、噬菌体侵染细菌的实验
DNA/蛋白质是遗传物质？如何证明？
亲代→子代
注入遗传物质
产生大量后代
噬菌体中什么物质从亲代传递到子代，控制子代性状？
T2噬菌体（寄生在大肠杆菌内的病毒）
一、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体中什么物质从亲代传递到子代，控制子代性状？
注入遗传物质
如何探测微观世界物质行踪？
标记的是元素
同位素标记法/同位素示踪法
一、噬菌体侵染细菌的实验
注入遗传物质
同位素标记法
标记蛋白质/DNA上什么元素，使之区分开？
DNA
（C、H、O、N、P）
（C、H、O、N、S）
32P
35S
蛋白质
如何使噬菌体上的物质被标记？
如何使大肠杆菌被标记？
先在含有放射性同位素培养基培养大肠杆菌，再培养噬菌体。
如何探测微观世界物质行踪？
一、噬菌体侵染细菌的实验
放射性同位素标记法（同位素示踪法）。
将DNA和蛋白质分开，直接地单独地去观察它们各自的作用。
1、实验思路
2、实验方法
32P标记的噬菌体
主要组成元素
C、H、O、N、P
35S标记的噬菌体
主要组成元素
C、H、O、N、S
一、噬菌体侵染细菌的实验
① 培养带标记的噬菌体：
3、实验过程
含放射性同位素35S
培养大肠杆菌
大肠杆菌35S
T2噬菌体35S
培养噬菌体
含放射性同位素32P
培养大肠杆菌
大肠杆菌32P
T2噬菌体32P
培养噬菌体
一、噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
侵染
噬菌体将遗传物质
注入大肠杆菌
一、噬菌体侵染细菌的实验
亲代噬菌体
离心
搅拌
使吸附在大肠杆菌外
的噬菌体分离
使亲子代噬菌体分离
获得含有子代噬菌体
的大肠杆菌
大肠杆菌
子代噬菌体
一、噬菌体侵染细菌的实验
离心后
搅拌后离心
35S标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体
离心后
搅拌后离心
32P标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体
被标记的物质具有放射性
如果被标记的物质是遗传物质，便会进入大肠杆菌
大肠杆菌存在于沉淀中，那么沉淀便会具有
进入了大肠杆菌，那么大肠杆菌便具有
放射性
放射性
一、噬菌体侵染细菌的实验
预测放射性检测结果
A组（蛋白质） 的沉淀 B组（DNA）
的沉淀
遗传物质是 蛋白质
遗传物质是DNA
噬菌体
被感染的大肠杆菌
（含有子代噬菌体）
强
无放射性
无放射性
强
A组沉淀放射性弱
B组沉淀放射性强
一、噬菌体侵染细菌的实验
离心后
搅拌后离心
35S标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体
离心后
搅拌后离心
32P标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很高
沉淀物的
放射性很高
上清液的
放射性很低
还要看子代放射性！！！
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
在新形成的噬菌体中检测到35P
细菌裂解
一、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希（A.D.Hershey）和蔡斯（M.C.Chase）以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行实验。
噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内部,噬菌体的DNA进入了细菌内部。
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此DNA是遗传物质。
4、实验分析:
5、实验结论:
一、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的结构
(噬菌体是病毒)
病毒
核酸
蛋白质
（外壳或衣壳）
（内部）
（DNA或RNA）
病毒的增殖
①生活方式：
寄生
于活细胞中
（不能用培养基来培养病毒）
②增殖过程：
吸附
注入
吸附
注入
合成
合成
组装
组装
释放
释放
烟草花叶病毒电镜图
烟草花叶病毒的模型图
被烟草花叶病毒感染的植物
资料：烟草花叶病毒（TMV)是一种重要模式植物病毒，螺旋对称，外形呈杆状，由95%衣壳蛋白和5%单链RNA组成，能感染烟草使烟草患病。
二、RNA是遗传物质的实验证据
探究活动：
二、作出假设：
三、实验验证：
一、提出问题：
四、分析结果，得出结论：
3、预期结果
RNA/蛋白质谁是烟草花叶病毒遗传物质
RNA是烟草花叶病毒遗传物质
1、实验思路
2、实验方案
RNA是/否为遗传物质
探究烟草花叶病毒的遗传物质
（注意实验原则、确定好自变量、因变量和无关变量）
（一）设计实验：
（二）实施实验：
得到真实的结果
探究活动：
探究烟草花叶病毒的遗传物质
1、实验思路：
设法直接将RNA与蛋白质分开，单独、直接地观察各自的作用
2、实验方案：
②
③
烟草花叶病毒的蛋白质+烟草
烟草花叶病毒的RNA +烟草
①
烟草花叶病毒 +烟草
④
烟草花叶病毒的RNA+RNA酶+感染烟草
检测烟草花叶被感染情况
3、预期实验结果：
①和③烟草花叶出现病斑，其他组均不出现
现有材料：烟草若干株、烟草花叶病毒（由RNA和蛋白质组成）、苯酚溶液（能将病毒的蛋白质外壳与RNA分离）。请根据上述实验材料，设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质，写出实验思路、方案和预期实验结果。
自变量：
因变量：
烟草花叶被感染情况
加入烟草花叶病毒的成分
二、RNA是遗传物质的实验证据
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
：
请利用“减法原理”进一步完善实验
原核
细胞
DNA是遗传物质
真核细胞
DNA病毒
绝大多数生物的遗传物质是DNA
核酸是
遗传物质
DNA是遗传物质
RNA是遗传物质
RNA病毒
实验目的
实验思路
实验结果
实验结论
人类的探索结论 共同点 S型死菌含有转化因子
探究转化因子（遗传物质）的成分
DNA是转化因子—遗传物质，蛋白质不是遗传物质
进一步探究DNA是遗传物质
DNA是遗传物质
探究烟草花叶病毒的遗传物质
RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
1、DNA和RNA都是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
对照原则、无关变量等量原则
1、格里菲思——肺炎链球菌的体内转化实验
2、艾弗里——肺炎链球菌的体外转化实验
3、噬菌体侵染细菌的实验
4、烟草花叶病毒实验
①都遵循了对照实验原则：
只有加入DNA酶一组不能使R型活细菌转为S型细菌，其他组均可转化
带有同位素32P标记DNA的噬菌体进入细菌内完成遗传作用，使子代噬菌体DNA带有放射性
只有蛋白质组不能感染
烟草，其他组均可感染
加入活R型细菌、加热杀死的S型细菌组小鼠不死亡；加入活S型细菌、活R性细菌和加热杀死的S细菌组小鼠死亡
设法把DNA/RNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA/RNA的作用
②3、4设计思路都是:
研究肺炎链球菌的致病情况
在每个实验组中特异性地去除了S型细菌的一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化
利用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，把二者分开，单独、直接的观察两者的作用
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
设法把DNA和蛋白质二者分开，单独、直接的观察两者的作用
总结：探索遗传物质的过程的四个经典实验
2、DNA是主要的遗传物质
【典例1】下列有关遗传物质是核酸而不是蛋白质的实验证据的叙述，正确的是(　 　)
A．1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明将R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA
B．1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验运用了物质提纯鉴定技术、同位素示踪技术和细菌培养技术等
C．1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA
C
只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
×
格里菲思只发现S型菌存在转化因子，但不能确定转化因子的成分
×
×
√
思维与能力提升
【典例2】如图是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程，A代表噬菌体侵染细菌、B代表噬菌体空壳、C代表大肠杆菌。下列有关叙述正确的是（　 　）
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，培养液中需含32P的无机盐B．此实验证明DNA是噬菌体的遗传物质
C．保温时间延长会提高噬菌体侵染细菌的成功率，使上清液中放射性的比例上升
D．噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，大肠杆菌为噬菌体繁殖提供了所有条件
C
×
噬菌体侵染的是普通的大肠杆菌，不需要加32P来培养
×
缺少对照，还需设计一组用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验作对照
√
合成DNA的模板来自噬菌体本身的DNA
×
保温时间延长，子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来，使上清液中放射性比例升高
【典例3】下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是(　 　)
A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA
B．“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质
C．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA
D．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA
D
×
细胞核和细胞质的遗传物质都是DNA
证明DNA是遗传物质
×
√
×
DNA病毒的遗传物质是DNA
【典例4】细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是
A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型细菌
D．丁组培养基中无菌落生长
×
小部分R型菌能转化为抗青霉素的致病PenrS型菌，注射青霉素后不能康复
对青霉素敏感
×
小部分R型菌能转化为抗青霉素的致病PenrS型菌，加青霉素后只有PenrS型菌能继续生长
×
R型菌对青霉素敏感，不能正常生长，不能转化为抗青霉素的PenrS型菌
PenrS型菌的DNA会被DNA酶水解，且R型菌不能正常生长，不能转化为抗青霉素的PenrS型菌
√
D
对青霉素不敏感
【典例5】某科研小组对“噬菌体侵染细菌实验”过程中搅拌时间与放射性强弱关系进行了研究，结果如图所示。下列有关分析不正确的是（ ）
D
外壳蛋白质被标记的噬菌体组
DNA被标记的噬菌体组
搅拌4min时被侵染的细菌放射性由100%下降为90%,说明部分细菌裂解，35S标记的是噬菌体的蛋白质，新合成的噬菌体蛋白外壳是由宿主细菌提供的，不含35S，所以上清液中35S的放射性不会增强
A．实验过程中被侵染的细菌基本未发生裂解
B．充分搅拌也不可使所有的噬菌体与细菌脱离
C．实验结果表明，做“噬菌体侵染细菌实验”的适宜搅拌时间为2min左右
D．若搅拌4min时被侵染的细菌放射性强度下降为90%，则上清液中35S的放射性会增强
充分搅拌后上清液35S的放射性达到最大，且稳定在80%，说明充分搅拌也不使所有的噬菌体于细菌脱离
搅拌2min左右上清液35S和32P的放射性达到最大
√
√
√
×

展开更多......

收起↑