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(共30张PPT)
Nucleosomes-
DNA
-Helix
Chromatine
uistones
3.1 DNA是主要的遗传物质
Centromere
- Arm
Chromatin and Condensed Chromosome Structure
Solenoid
Chromatin
Fiber
Nuclear
Pore
Telomere
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
萨顿：类比——推理法
假 说：基因在染色体上
基因和染色体的行为 存在明显的平行关系
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
摩尔根：假说——演绎法
证明：基因在染色体上
呈线性排列
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
— — 蛋白质
— DNA
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子
氨基酸的种类
氨基酸的数目
氨基酸的排列顺序
肽链形成的空间结构
蛋白质是生物体的遗传物质
An early guess of genetic material
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
胸腺嘧啶(T)
0
脱氧
核糖
“蛋白质是遗传物质”仍占主导地位
腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸
对遗传物质的早期推测
P 0
0
脱氧
核糖
0
脱氧
核糖
脱氧
核糖
鸟嘌呤(G )
胞嘧啶(C)
腺嘌呤(A)
①
①
P
格里菲思 艾弗里 赫尔希 蔡斯
“我们表示怀疑! ”
格里菲思—体内转化实验
将R型活细菌
与加热致死的
S型细菌混合
后注射
注射加热至 死的S型细菌
注射S型 活细菌
注射R型 活细菌
菌体特点 菌落特点
致病性
(动物实验)
S型 细菌 有荚膜 光滑 Smooth
有致病性
R型 细菌 无荚膜 粗糙 Rough
无致病性
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
· 格里菲思—1928年体内转化实验
实验材料：小鼠、R型和S型肺炎链球菌
荚膜的化学本质 是 _多糖
对比第一、二组的实验现象，说明了什么
R型活细菌不会使小鼠死亡
S型活细菌可使小鼠死亡
38
注射S型
活细菌
小鼠不死亡 第一组
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
小鼠死亡 第二组
肺炎链球菌的转化实验
注射R型 活细菌
8
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
88
对比第二、三组实验现象 说明了什么
加热至死的S型细菌
不会使小鼠患病死亡
注射加热至 死的S型细菌
小鼠不死亡 第三组
小鼠不死亡 第一组
小鼠死亡 第二组
肺炎链球菌的转化实验
注射R型 活细菌
注射S型 活细菌
将R型活细菌
与加热致死的
S型细菌混合
后注射
注射加热至 死的S型细菌
小鼠不死亡 第三组
小鼠不死亡 第一组
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
小鼠死亡 第二组
小鼠死亡 第四组
肺炎链球菌的转化实验
注射R型 活细菌
注射S型 活细菌
小鼠不死亡 小鼠死亡 小鼠不死亡 小鼠死亡
第一组 第二组 第三组 第四组
第四组小鼠为什么会死亡 在体内分离得到的S型细菌从何而来
加热至死的S型细菌
从第四组实验的小鼠尸体中分离出的
有致病性的S型活细菌，其后代也是 有致病性的S型细菌
→ R型细菌+S型细菌
这种转化是可以遗传的
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
肺炎链球菌的转化实验
将R型活细菌
与加热致死的
S型细菌混合
后注射
转化 因子
R型细菌一
注射加热至 死的S型细菌
注射S型 活细菌
注射R型 活细菌
加热杀死的S型细菌
多糖 脂 类 蛋白质 RNA DNA
“谁在转化实验中起作用”
“转化因子究竟是什么物质”
后代
S型菌
R型菌 S型菌
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
转化因子
肺炎链球菌的转化实验
艾弗里—体外转化实验
混合
只有R 型菌
有R 型
细菌的
培养基
S型菌
有R型
细菌的
培养基
S 型菌
S型细菌 的细胞 提取物
R 型菌
S 型细菌 的细胞 提取物
R 型菌
蛋白质(或RNA酶，酯酶) DNA 酶
S型细菌 的细胞 提取物
有R型 细菌的 培养基
混合
混合
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
转化因子 后代
R型菌 S型菌 S型菌
加热杀死的S型细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”;
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组 相比，实验组分别作加温、滴加FeCl 溶液、滴加肝脏研磨液的处 理，利用了“加法原理”;
与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去 除了一种物质，这利用了“减法原理”。
肺炎链球菌的转化实验
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
● 艾弗里 20世纪40年代体外转化实验
蛋白酶(或RNA 酶，酯酶)
实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。
DNA酶
有R型
细菌的
培养基
混合
S 型细菌
的细胞
提取物
只有R型菌
混合
S型菌 R 型菌
有R型 细菌的 培养基
S型细菌 的细胞 提取物
混合
S型菌 R 型菌
有R型 细菌的 培养基
S 型细菌 的细胞 提取物
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1952年，赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验
材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说 服力的实验。
S
S
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1. 实验材料 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
DNA
蛋白质
噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
T2 噬菌体侵染大肠杆菌后(图3-5),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。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大
脱氧核苷酸、氨基 酸、酶、能量等
吸附一→注入一→合成一→组装一释放
量的噬菌体。
噬菌体侵染细菌的实验
在T2 噬菌体的化学组成中，
60%是 蛋 白 质 ， 4 0 % 是DNA。 对这两种物质的分析表明：仅 蛋白质分子中含有硫，磷几乎 都存在于DN A分子中。
放射性同位素标记
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1.实验材料 相关信息
—→ DNA
C、H、0、N、 32P
→ 蛋白质
C、H、0、N、35S
DNA
蛋白质
① 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T 噬 菌 体，得到蛋白质含有35S标记或DNA 含有32P 标记的噬菌体。
35S标记
的噬菌体
分别用35S或32P标记噬 菌体与大肠杆菌混合
32P标记
的噬菌体
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
噬菌体侵染细菌的实验
S
35S标记的
噬菌体
搅拌后离心
分别用35S或32P标记噬
菌体与大肠杆菌混合
短时间保温
见
32P标记
的噬菌
体
搅 拌的目的是使吸附在细
菌上的噬菌体与细菌分离；
离 心的目的是让上清液中 析出重量较轻的T 噬 菌 体 颗 粒，而离心管的沉淀物中留 下被感染的大肠杆菌。
噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
经短时间保温后 用搅拌器搅拌
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
S
35S标记的
噬菌体
上清液放射性很高， 沉淀物放射性很低。
S
婚 呢
32P标记
的噬菌
体
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
离心检测上清液和沉 淀物中的放射性物质
分别用35S或32P标记噬 菌体与大肠杆菌混合
细菌裂解后检测子 代噬菌体的放射性
子代噬菌 体中无35S
子代噬菌 体 中含32P
经短时间保温后 用搅拌器搅拌
吧
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
实验结果
1 ) 用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中；
用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
说明噬菌体在侵染细菌时， DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质
外壳留在外面
2) 细菌裂解释放的噬菌体中， 可以检测到32P标记的DNA, 但却不能检测到 35S标记的蛋白质。
说明DNA是遗传物质
结论：DNA是遗传物质
能不能说明蛋白质不是遗传物质
格里菲思 艾弗里 赫尔希 蔡斯
● 35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的
搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。
● 32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的
培养(保温)时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养(保温)时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
S
S
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
离 心检测上清液和沉
淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子
代噬菌体的放射性
经短时间保温后 用搅拌器搅拌
用35S 标记噬菌体 与大肠杆菌混合
作为遗传物质所必须具备的特点：
1、在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地自我复制，使得前后 代具有一定的连续性；
2、能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢 的过程；
3、具有储存大量遗传物质的潜在能力；
4、结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以 后还能继续复制，并能遗传给后代。
蛋白质 不患病
不能得到病毒
RNA
分别侵染健康烟草植株
蛋白质
RNA 患病 得到全新病毒
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
RNA是遗传物质的证明实验
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
依

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