资源简介

(共27张PPT)
1
1866年
孟德尔发现遗传定律
遗传物质是蛋白质还是DNA
2
1891年
科学家描述减数分裂全过程
3
1903年
萨顿假说：基因和染色体存在平行关系
5
20世纪中叶
染色体主要由
蛋白质和DNA组成
1909年
4
摩尔根证明：
基因在染色体上
一、对遗传物质的早期推测
人们已经认识到：各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
没发现其他大分子有类似的结构特点。
猜测：蛋白质是遗传物质
但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解。
人们才认识到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磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。
20世纪30年代
认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
第一个通过确凿的实验证据向“遗传物质是蛋白质”的观点提出挑战的学者，是美国微生物学家埃弗里。
一、对遗传物质的早期推测
肺炎链球菌:
粗糙菌落(R)
光滑菌落(S)
R型菌，在培养基上形成的菌落表面粗糙
R型菌缺乏荚膜，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭,因此无致病性
S型菌，在培养基上形成的菌落表面光滑
S型菌细胞壁外有一层多糖构成的荚膜，可以抵御吞噬细胞的吞噬，有致病性
实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思)
实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思)
第一组
第二组
第三组
(3)第一组、第二组实验的作用是什么
(1) 第二组中，从死亡小鼠体内分离出S型活细菌，说明什么
(2)如何解释第三组的实验结果
对照实验
使小鼠死亡的确实是S型活细菌
加热可看作是灭菌，使S型活细菌死亡，因此不具有毒性，小鼠体内也确实没有肺炎链球菌
实验一：肺炎链球菌(体内)转化实验 (1928年，格里菲思)
(1)依据第一组和第三组的实验结果，预测第四组的实验结果。
第一组
第三组
第四组
第四组
第四组实验的S型菌怎么来的呢？
①死而复生？
②R型菌转变来的？
③为什么第一组的R型菌没有转变成S型菌？
第四组与第一组的区别是什么？
R型活细菌
加热杀死的S型细菌
无荚膜
无致病性
推断: 已经加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
遗传物质
无致病性
S型活细菌
有荚膜
有致病性
某种活性物质
如何设计实验寻找S型肺炎链球菌的遗传物质呢？
聚焦S型肺炎链球菌
（DNA、RNA、蛋白质、脂质、多糖等)
哪一个是转化因子呢？
“做减法”
特异性地去除某一种物质，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。
（看去除该物质之后剩下的部分还能不能起到转化作用）
将加热致死的S型细菌破碎后，去除大部分糖类、蛋白质和脂质，得到细胞提取物。
实验二：肺炎链球菌(体外)转化实验 (20世纪40年代，艾弗里)
①蛋白质、RNA、脂质不是S型细菌的遗传物质。
②DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
③DNA只有保持分子结构稳定才能行使遗传功能。
实验二：肺炎链球菌(体外)转化实验 (20世纪40年代，艾弗里)
实验能得出怎样的结论
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？
例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯)
蛋白质
DNA
32P
35S
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,侵染大肠杆菌后就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。
赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。
小资料
含的噬菌体+大肠杆菌→上清液放射性____,沉淀物放射性____
实验步骤：②让被标记噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯)
高
含的噬菌体+大肠杆菌→上清液放射性_____,沉淀物放射性_____
高
低
低
思考：标记的一组，放射性同位素主要分布在上清液中， 标记的一组，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，说明了什么？
噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在了细胞外
思考：细菌裂解释放出的噬菌体当中可以检测到 标记的DNA，但是不能检测到 标记的蛋白质，说明了什么？
子代噬菌体不具有由亲代提供的蛋白质; 但具有由亲代噬菌体提供的DNA
实验结论：
噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍然留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质
实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯)
讨论1：为什么步骤②选择未被标记的大肠杆菌为噬菌体的侵染对象？
保证后续检测的放射性完全来自噬菌体中的放射性物质。
讨论2：噬菌体与大肠杆菌混合后为何要短时间保温
使噬菌体充分侵染大肠杆菌。
讨论3：搅拌、离心的目的分别是
搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心使上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒及噬菌体的残留物外壳，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
标记的
噬菌体
细菌裂解，新形成的
噬菌体中没有检测到
①噬菌体
被标记
②被标记的噬菌体侵染未标记的细菌
③搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质
上清液
放射性很高
沉淀物
放射性很低
由于搅拌不充分，有少量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。
讨论4：
标记的一组，沉淀中为什么也出现了很低的放射性？
实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯)
保温时间过短，部分噬菌体未侵染到大肠杆菌细胞内；或者保温时间过长，部分噬菌体增殖后被释放出来,经离心后分布于上清液，上清液出现放射性。
讨论5：
标记的一组，上清液中为什么也出现了很低的放射性？
实验三：噬菌体侵染细菌实验 (1952年，赫尔希、蔡斯)
讨论：
（1）艾弗里实验在实际操作过程中最大的困难是什么
①吸附
②注入
③合成
④组装
⑤释放
从最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质。
（2）艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点
(1)个体小，结构简单，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化;
(2) 繁殖快，便于进行遗传相关研究
二、RNA是遗传物质的证据:
被感染的烟叶
正常的烟叶
核酸是细胞内携带遗传信息的物质
RNA
蛋白质外壳
1957年，格勒和施拉姆利用烟草花叶病毒不同组分进行了侵染实验。
实验结论: 烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。
1956年，康拉特烟草花叶病毒 (TMV) 侵染烟草实验
实验结论: 烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞 生物 真核生物 酵母菌、人、玉米等
原核生物 细菌、蓝藻
非细胞生物 大多数病毒 T2噬菌体
极少数病毒 艾滋病病毒、流感病毒、脑炎病毒、SARS病毒
DNA和RNA
仅有DNA
仅有RNA
DNA
DNA
RNA
总结：

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