资源简介

(共31张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
第三章基因的本质
第一节DNA是主要的遗传物质
1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
2.证明DNA是遗传物质的经典实验有哪些？
3.为什么说DNA是主要的遗传物质？
4.什么实验证明了RNA是遗传物质？
5.通过对科学家解释DNA是遗传物质过程分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？
第三章
问题探讨
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种给物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
你认为遗传物质应该具有什么特点？
你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
第一节
DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
DNA是由许多四种不同的脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
脱氧核苷酸序列，蕴含着遗传信息
氨基
酸千变万化的顺序，蕴含着遗传信息
各种氨基酸千变万化的顺序，决定着蛋白质的结构和功能的多样性；而未发现其他生物大分子具有类似的结构
一、20世纪20年代：
DNA是生物的遗传
物质
P
脱氧核糖
腺嘌呤A
P
脱氧核糖
胸腺嘧啶T
P
脱氧核糖
鸟嘌呤G
P
脱氧核糖
胞嘧啶C
腺嘌呤脱
氧核苷酸
胸腺嘧啶 脱氧核苷酸
胞嘧啶脱
氧核苷酸
鸟嘌呤脱
氧核苷酸
蛋白质是生物的遗传物质
二、20世纪30年代：
艾弗里
赫尔希
向 “蛋白质是遗传物质的观点”提出挑战的学者有:
格里菲思
实验材料：肺炎链球菌、小鼠
菌落 荚膜 毒性
S型菌
R型菌
二、肺炎链球菌转化实验
（一）体内转化实验(1928年,英国,格里菲思)
菌落 荚膜 毒性
S型菌 光滑 有荚膜 有毒
R型菌 粗糙 无荚膜 无毒
结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子
（一）体内转化实验(1928年,英国,格里菲思)
结论
已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物——转化因子
（一）体内转化实验(1928年,英国,格里菲思)
假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明“转化因子”是什么物质
讨论:
加热杀死的S型细菌提取液
加入活的R型细菌，进行体外转化测试
去除荚膜多糖
R型＋S型
R型＋S型
R型＋S型
R型＋S型
去除绝大部
分蛋白质
去除绝大部
分脂质
……
R型＋S型
初纯化的
转化因子
纯化的转化因子是哪一类物质？
二、肺炎链球菌的转化实验
---体外
初纯化的
转化因子
鉴 定
＋蛋白酶
＋RNA酶
＋酯酶
＋DNA酶
加入活的R型细菌，进行体外转化测试
R型＋S型
R型＋S型
R型＋S型
R型
酶学分析
元素分析
特定试剂鉴定
电泳分析
……
鉴定分析表明：转化因子是DNA
二、肺炎链球菌的转化实验
---体外
1935年至1944年，经历了10年的不断研究，美国洛克菲勒学院的三位免疫化学家艾弗里、麦克劳德、麦卡提证明了DNA是肺炎球菌的遗传物质。
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
通过该实验，证明了什么？
DNA是遗传物质
而蛋白质不是
DNA+DNA酶
R
二、肺炎链球菌的转化实验
---体外
二、肺炎链球菌的转化实验
项目 体内转化实验 体外转化实验
操作人
细菌培 养场所
巧妙构思
结果观察
实验结论
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
思考：
这个实验结论足以让所有科学家信服吗？
艾弗里的实验引起了人们的注意！但是，由于实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质（这有悖实验的__________原则）。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
控制变量
三、噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体
噬菌体是一类感染细菌的病毒。
噬菌体的类型很多，多数噬菌体含有DNA（双链或单链均有），也有少数噬菌体含有RNA。
T2噬菌体是专性寄生在大肠杆菌体内的，含有双链的DNA。
感悟科学家探究历程
为什么选择35S和32P这两种元素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记32P）
（标记35S）
2.怎样让噬菌体蛋白质中的S元素和DNA中的P元素被放射性同位素标记？
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
图 3-6 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染
大肠杆菌
搅拌
离心
搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心可以使噬菌体存在上清液中，大肠杆菌存在沉淀中
噬菌体不是整个进入大肠杆菌体内。研究表明：空壳噬菌体能吸附但不能产生子代噬菌体，因此空壳噬菌体不含遗传物质，遗传物质在侵染时注入了大肠杆菌体内。
三、噬菌体侵染细菌的实验
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
32P和35S标记的噬菌
体侵染大肠杆菌
搅拌
离心并检测上清液和沉淀的放射性
检测子代噬菌体的放射性
放射性分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素进行放射性标记
三、噬菌体侵染细菌的实验
实验组别 蛋白质是遗传物质的预期实验结果 DNA是遗传物质的预期实验结果 实际实验结果 子代噬菌体放射性情况
32P标记 DNA
35S标记 蛋白质
沉淀有较高放射性
沉淀有较高放射性
放射性主要在沉淀中
放射性主要在上清液中
有
无
空壳噬菌体
提示：
控制侵染时间保证噬菌体侵染成功，且不至于产生子代噬菌体。
三、噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明：DNA是遗传物质，而蛋白质不是
三、噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
2注入：释放溶菌酶，溶解细胞壁，将DNA注入大肠杆菌中。
3合成：DNA复制和蛋白质合成,形成多个DNA和蛋白质外壳。
4组装:形成子代T2噬菌体。
5释放：裂解大肠杆菌，释放子代T2噬菌体。
大肠杆菌
（DNA）
1吸附：利用尾部的尾丝、小钩等结构附着在细菌的细胞壁上。
寻找新的宿主--大肠杆菌。
四、烟草花叶病毒侵染烟草的实验
车前草病毒
烟草花叶病毒
蛋白质
RNA
结论：RNA病毒的遗传物质是RNA
总结：DNA是主要的遗传物质
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
总结：DNA是主要的遗传物质
生物类型 核酸种类 遗传物质 代表生物
有细胞结构的生物
无细胞结构的生物
真核生物
原核生物
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
DNA
细菌，放线菌，蓝藻等
高等植物、动物和人等
DNA病毒
RNA病毒
DNA
RNA
DNA
RNA
T2噬菌体
烟草花叶病毒、HIV病毒、禽流感病毒等
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA主要的遗传物质
1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( ) ：
A. 它的含量很少 B. 它不能自我复制
C. 它与新陈代谢无关 D.它的种类很多
2、地球上的一切生物的遗传物质都是 ( ) ：
A. 核酸 B. 脱氧核糖核酸或核糖核酸
C. 脱氧核糖核酸 D. 脱氧核糖核酸和核糖核酸
——课堂练习——
一、选择题：
B
A
3．一切生物的遗传物质是：( )
A．DNA B．RNA C．核酸 D．蛋白质
4．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ）
A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
C
D
3．格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（ ）
① DNA是遗传物质 ②RNA是遗传物质 ③DNA是主要的遗传物质 ④蛋白质不是遗传物质 ⑤糖类不是遗传物质 ⑥DNA能产生可遗传的变异
A．①④⑤⑥ B． ②④⑤⑥
C． ②③⑤⑥ D． ③④⑤⑥
A
5．噬菌体侵染细菌的实验证明了（ ）
A．DNA是主要的遗传物质
B．DNA和蛋白质是遗传物质
C．DNA是遗传物质
D．RNA是遗传物质
C
6.烟草花叶病毒TMV和车前草病毒HRV都能感染烟草叶，但二者致病病斑不同，如图所示。
TMV
蛋白质
外壳
RNA
A
a
HRV
蛋白质
外壳
RNA
b
B
a
b
c
（1）B图中a表示用 接种烟草叶，结果 侵染作用；
（2）B图中b表示用 接种烟草叶，结果表现出与病
毒 侵染时相同的致病病斑；
（3）B图c表示用 和 合成的新病毒接种烟草叶时，有侵染作用；
（4）d表示新病毒的后代都是 型病毒；
（5）整个实验说明：
d
TMV蛋白质外壳
无
HRV的RNA
HRV
TMV蛋白质外壳
HRV的RNA
HRV
RNA是遗传物质，蛋白质不是
7.噬菌体侵染细菌的实验中,用同位素31P ,32P 和 32S, 35S分别作如下标记:
结果:
(1)子代噬菌体DNA中含有同位素是 .
(2)子代噬菌体蛋白质外壳含有同位素是 .
32P 31P
35S

展开更多......

收起↑