资源简介

(共28张PPT)
第三章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
孟德尔通过
豌豆实验证
明了生物的
性状是由
控制。
染色体
摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于 上。
蛋白质和DNA
科学家发现：染色体主要组成成分：
。
遗传因子
谁是遗传物质
？
遗传物质的条件？
2、能复制，使前后代保持连续性
3、贮存大量的遗传信息，能控制生物的性状
1、分子有相对稳定性
4、能产生可遗传的变异
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质(氨基酸)多种多样：遗传物质
1、20世纪20年代：
（1）观点：蛋白质是生物的遗传物质
染色体
DNA（结构不清楚）：？
（2）理由:
① 蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。氨基酸多
种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息
②没有发现可能蕴含遗传信息的其他生物大分子
2、20世纪30年代
（1）观点：蛋白质是遗传物质的观点占主导地位
（2）对DNA分子的认识：
①DNA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磷酸、碱基和脱氧
核糖。组成DNA分子的脱氧核苷酸由有四种，每一
种脱氧核苷酸都有一个特定的碱基
②对DNA的分子结构没有清晰的了解。
多糖类荚膜
R型菌：无荚膜，球形，菌落表面粗糙、无毒性
(一)两种肺炎双球菌
二、肺炎双球菌的转化实验
S型菌：有荚膜，球形，菌落表面光滑、有毒性 ,可使人患肺炎或小鼠患败血病
1.将R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。
2.将S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。
(二) 肺炎双球菌的体内转化实验过程（格里菲思）
3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。
4.将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。
说明R型活菌无毒性
说明S型活菌有毒性
说明加热杀死的
S型菌已失活
小鼠死亡，证明有部分R型活菌
转化为S型活菌，说明加热杀死
的S型菌体内有使R型活菌转化
为S型菌的物质
结论:
加热杀死的S型死菌中含有一种“转化因子”，能使无毒性的R型菌转化为有毒性的S型菌使小鼠致死。
这种“转化因子”是什么？
三、艾弗里的体外转化实验（艾弗里）
1、思路：设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接观察它们的作用
分离提纯S型细菌的
蛋
白
质
多糖
脂质
RNA
DNA
分别与R型活细菌混合培养
R
R
S
R
S
R
R
R
2﹑艾弗里等科学家的实验过程
通过该实验，证明了什么？
DNA+DNA酶
R
少 数
DNA纯度越高，转化越有效
结论：DNA是使R型
细菌产生稳定遗传变
化的物质或DNA是遗
传物质，蛋白质等
物质不是。
多 数
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：
D N A 是 遗 传 物 质 ,蛋白质等不是遗传物质。
3、实验结论：
疑问：
由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。
那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？
设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用。
实验中最关键的设计思路
三、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡司）
实验材料
实验结果
实验步骤
实验方法
噬菌体
蛋白质 ：
DNA ：
（1）成分：
（2）生活方式：
专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
脱氧核苷酸 C、H、O、N 、P
氨基酸 C、H、O、N、S
35S标记蛋白质
32P标记DNA
（一）、实验材料：T2噬菌体（细菌病毒）
（3）、噬菌体侵染细菌的过程：
侵染别的细菌
合成
组装
释放
吸附
注入
合成
组装
释放
吸附
注入
视频
T2噬菌体只提供遗传物质DNA
大肠杆菌提供四种脱氧核苷酸。
大肠杆菌提供氨基酸
1、谁提供模板DNA？
噬菌体
2、谁提供合成DNA和蛋白质的原料？
在噬菌体侵染细菌的过程中，思考：
3、谁提供场所？
大肠杆菌（宿主细胞）
（3）、噬菌体侵染细菌的过程：
侵染别的细菌
合成
组装
释放
吸附
注入
合成
组装
释放
吸附
注入
视频
T2噬菌体只提供遗传物质DNA
（二）、标记噬菌体方法：同位素示踪(标记)法
返回
1、标记大肠杆菌
大肠杆菌 + 含35s的培养基 含35s的大肠杆菌
大肠杆菌 + 含32p的培养基 含32p的大肠杆菌
2、标记T2噬菌体
T2噬菌体+含35s的大肠杆菌 含35s T2的噬菌体
T2噬菌体+含32p的大肠杆菌 含32p T2的噬菌体
（标记蛋白
质）
（标记DNA）
（标记T2的蛋白质）
（标记T2的DNA）
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
“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
1、实验过程
离心
离心
实验分析：S标记的噬菌体外壳并未进入大肠杆菌内部，而 P标
记的噬菌体DNA进入了大肠杆菌内部
实验结论：DNA是遗传物质
35
32
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。
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： 保温的时间过长，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； 保温的时间过短，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 。
1、 为什么选择35S和32P作标记而不选用其他的同位素
2、 上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析？
分析结果：
亲代 噬菌体 原寄主 细胞内 子代
噬菌体
32P标记DNA 有32P标记DNA DNA有32P标记
35S标记蛋白质 无35S标记蛋白质 外壳蛋白质无35S
结论
DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
新问题
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
噬菌体侵染细菌时，ＤＮＡ进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的ＤＮＡ传递的。ＤＮＡ才是真正的遗传物质。
噬菌体侵染细菌实验还间接说明：
（1）DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性
（2）DNA能控制蛋白质的生物合成
RNA
蛋白质
感染
不感染
烟草花
叶病毒
烟叶
烟叶
得花叶病
不得花叶病
四、DNA是主要的遗传物质
（一）RNA是遗传物质的证据
结论：烟草花叶病毒的RNA控制其性状，RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
具有细胞结构的生物
真核生物的遗传物质
原核生物的遗传物质
DNA
多数病毒的遗传物质是DNA
少数病毒的遗传物质是RNA（HIV 烟草花叶病毒 SARS病毒）
绝大多数生物的遗传物质是DNA
（二）DNA是主要的遗传物质
1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有使R型肺炎球菌转化的因子
1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA
1952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
植物细胞中DNA的载体：染色体、叶绿体、线粒体
动物细胞中DNA的载体：染色体、线粒体
所以说，染色体是DNA的主要载体。
五、DNA的分布
原核细胞和病毒没有染色体。
DNA基本单位－脱氧核苷酸
脱氧
核糖
碱基
磷酸
A
G
C
T
20世纪30年代：

展开更多......

收起↑