dna是主要的遗传物质().ppt

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1、DNA是主要的遗传物质(2013)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望为什么后代与亲代如此相似呢？为什么后代与亲代如此相似呢？1、在细胞的、在细胞的有丝分裂、减数分裂和有丝分裂、减数分裂和受精作用，哪一种物质能够在亲子代受精作用，哪一种物质能够在亲子代细胞间保持数目和结构的稳定？细胞间保持数目和结构的稳定？2 2、染色体的化学组成是什么？、染色体的化学组成是什么？染色体染色体DNADNA和蛋白质和蛋白质【思考】【思考】DNA蛋白质蛋白质染染色色体体一、对

2、遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测20世纪世纪20年代：人们认识到年代：人们认识到蛋白蛋白质质是生物体的遗传物质是生物体的遗传物质 美国科学家美国科学家 艾弗里（艾弗里（1877-1955）首先通过实验证据对首先通过实验证据对“蛋白质蛋白质是遗传物质是遗传物质”这一观点提出挑这一观点提出挑战的科学家是谁？战的科学家是谁？艾弗里的实验又是在艾弗里的实验又是在英英国科学家国科学家格里菲斯格里菲斯的实验基础上进行的的实验基础上进行的R型菌型菌S型菌型菌菌落菌落荚膜荚膜毒性毒性R型细菌型细菌表面表面S型细菌型细菌表面表面光滑光滑有有有有粗糙粗糙无无无无多多糖糖类类荚荚膜膜二、格里菲斯的二、格里

3、菲斯的肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验（体内转化）（体内转化）1 1、将、将R R型活细菌注射到小鼠体型活细菌注射到小鼠体 内，小鼠不死亡。内，小鼠不死亡。分析：分析：R R菌不致死，无毒。菌不致死，无毒。2 2、将、将S S型活细菌注射到小鼠体型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。内，小鼠死亡。分析：分析：S S菌使小鼠致死，有毒性。菌使小鼠致死，有毒性。3 3、将加热杀死后的、将加热杀死后的S S型细菌型细菌（细细胞结构破坏，胞结构破坏，DNA 未破坏）未破坏）注射到小鼠体注射到小鼠体内，小鼠不死亡内，小鼠不死亡分析：分析：S S菌死亡后失去毒性，菌死亡后失去毒性，不致死。不致死。4 4、

4、将无毒的、将无毒的R R型活菌与加热杀死型活菌与加热杀死后的后的S S型菌混合后，注射到小鼠体型菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠内，小鼠死亡死亡，并分离出并分离出S S活菌活菌。R活菌 S活菌+S死细菌转化R+S活活R R死死S S活活S S S S中的转化因子中的转化因子无毒性的无毒性的R R型细菌在与被加热杀死的型细菌在与被加热杀死的S S型细菌混合后，变成为有毒性的型细菌混合后，变成为有毒性的S S型型活细菌活细菌分析：分析：转化转化结论：结论：已经已经加热杀死的加热杀死的S型细菌中型细菌中必然含必然含有有某种促成这一转化的活性某种促成这一转化的活性物质物质转化因子转化因子,即即遗传物质遗

5、传物质。转化因子是什么呢？转化因子转化因子R型菌型菌S型菌型菌三、三、艾弗里的艾弗里的体外体外转化实验转化实验 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRSDNA蛋白质蛋白质多糖多糖S S型活菌型活菌RDNA+DNA酶酶SR(3)(3)实验结果是实验结果是 只有只有DNADNA与与R R型活细菌混合，才能使型活细菌混合，才能使R R型细菌转化为型细菌转化为S S型型细菌。细菌。DNADNA的纯度越高，转化就越有效。的纯度越高，转化就越有效。设法把设法把DNADNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNADNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。实验组：实

6、验组：DNADNA与与R R活菌单独培养。其它都是对照组活菌单独培养。其它都是对照组 。DNA是使是使R型型菌产生稳定遗传变化的物质菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质是遗传物质蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质(2)实验中的实验组以及对照组实验中的实验组以及对照组 (4)实验结论是实验结论是 寻找转化因子寻找转化因子寻找转化因子寻找转化因子(1)实验关键的设计思路实验关键的设计思路 格里菲思的体内转化实验只提格里菲思的体内转化实验只提出出“S型细菌体内有转化因子型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明物质。最终证明DNA是遗传物质是

7、遗传物质的是艾弗里。的是艾弗里。注意：注意：S型型+R型型多多数数少少数数基因重组基因重组背景资料：背景资料：艾弗里的实验不但没有使科学界接受，反而引艾弗里的实验不但没有使科学界接受，反而引起了科学界许多人怀疑。起了科学界许多人怀疑。终于在终于在1952年，由美国科学家年，由美国科学家赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯找到了一种理想的实验材料找到了一种理想的实验材料T2噬菌体噬菌体,通过噬通过噬菌体侵染细菌的实验从而菌体侵染细菌的实验从而证实了证实了 科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信等人继续探索的坚定信心，反而加强

8、了他们的信念，为进一步明确、探索而奋斗。念，为进一步明确、探索而奋斗。在在1949年艾弗里及同事将年艾弗里及同事将DNA中蛋白质的污中蛋白质的污染降到染降到0.02%，但仍未能改变人们的观点。，但仍未能改变人们的观点。是否有更好的实验材料是否有更好的实验材料,可以不用经过人工可以不用经过人工提纯提纯DNA，就能，就能单独地去观察单独地去观察DNA或蛋白质的作或蛋白质的作用用呢？呢？有没有可能有没有可能有没有可能有没有可能DNADNADNADNA上仍沾有蛋白质，极少的蛋上仍沾有蛋白质，极少的蛋上仍沾有蛋白质，极少的蛋上仍沾有蛋白质，极少的蛋白质就是转化因子呢？白质就是转化因子呢？白质就是转化因子

9、呢？白质就是转化因子呢？?更具说服力的更具说服力的“噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验”四四、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验（19521952年，赫尔希和蔡斯）年，赫尔希和蔡斯）病毒病毒（根据寄主不同）（根据寄主不同）植物病毒植物病毒动物病毒动物病毒细菌病毒（噬菌体）细菌病毒（噬菌体）DNADNA病毒病毒 病毒病毒 （根据遗传物质不同）（根据遗传物质不同）RNARNA病毒病毒二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1)1)实验材料：实验材料：T2噬菌体，大肠杆菌噬菌体，大肠杆菌、结构：、结构：(一一)、T2噬菌体噬菌体3、增殖特点：、增殖特点：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，

10、在噬菌体侵染大肠杆菌后，在 的的作用下作用下，利用利用 的物质来的物质来合成成合成成 ，进行增殖。，进行增殖。自身遗传物质自身遗传物质大肠杆菌体内大肠杆菌体内自身的组成成分自身的组成成分外壳：外壳：内部：内部：蛋白质蛋白质DNA2 2、代谢特点、代谢特点：只能只能寄生寄生在大肠杆菌内，在大肠杆菌内，不能独立进行新陈代谢不能独立进行新陈代谢噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的过程吸附吸附注入注入合成合成（复制）（复制）组装组装释放释放完成增殖，产生子代完成增殖，产生子代 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌的过程的过程分哪几步？分哪几步？DNADNADNADNA和蛋白质和蛋白质和蛋白质和蛋白质,应分别标

11、记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？DNADNA标记标记P;P;蛋白质标记蛋白质标记S S。吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放 遗传物质是遗传物质是DNA.DNA.噬菌体进入细菌中的是噬菌体进入细菌中的是DNADNA，这样就形成了与亲代一样的噬菌体，它的蛋白这样就形成了与亲代一样的噬菌体，它的蛋白质不是亲代连续下来的，是由质不是亲代连续下来的，是由DNADNA控制合成的。控制合成的。实验说明什么？根据是什么？实验说明什么？根据是什么？相关链接相关链接噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验：噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入噬菌体肉眼看不见，

12、用何种方法可知进入噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入细菌内的而不是蛋白质？细菌内的而不是蛋白质？细菌内的而不是蛋白质？细菌内的而不是蛋白质？同位素标记法同位素标记法同位素标记法同位素标记法蛋白质和蛋白质和DNADNA能否一起标记？能否一起标记？不能不能,应该分别标记应该分别标记过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验：?如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？（先用含（先用含（先用含（先用含3232P P的培养基培养的培养基培养的培养基培养的培养基培养大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌，再用再用再用再用噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体去侵染这种大肠

13、杆菌）去侵染这种大肠杆菌）去侵染这种大肠杆菌）去侵染这种大肠杆菌）培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养培养T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体-蛋白质（蛋白质（35S）32P35S培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养培养T2噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌（3232P P）噬菌体噬菌体-DNA（32P）l标记噬菌体的方法标记噬菌体的方法 大肠杆菌大肠杆菌（3535S S）过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验：上清液主要成分是噬菌体蛋白质外壳，上清液主要成分是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物主要成分是含噬菌体的大肠杆菌沉淀物主要成分是含噬菌体的大肠杆菌 过程探究过程探究3 3赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实

14、验：噬菌体侵染细菌实验离心离心 离心离心 用放射性同位素用放射性同位素3535S S 标记噬菌体标记噬菌体蛋白质蛋白质外壳外壳子代噬菌体子代噬菌体35S噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，蛋白质蛋白质没有进入到细菌中没有进入到细菌中实验表明实验表明无无35S亲代噬菌体亲代噬菌体想一想：这一结果说明了什么想一想：这一结果说明了什么?放射性同位素放射性同位素3232P P标记噬菌体内部标记噬菌体内部DNADNA32P子代噬菌体子代噬菌体实验表明实验表明噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNADNA进入到细菌中进入到细菌中亲代噬菌体亲代噬菌体有有 32P想一想：这一结果又说明了什么想一想：这一结果

15、又说明了什么?用用3535S S标记的噬菌体侵染未标记的细菌标记的噬菌体侵染未标记的细菌3535S S标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上清液：噬菌上清液：噬菌体外壳，放射体外壳，放射性性高高沉淀物：细菌沉淀物：细菌 放射性放射性低低细菌内无放射性细菌内无放射性使细菌与噬菌体外使细菌与噬菌体外壳分开壳分开为什么？为什么？因为被因为被35S标记的标记的噬菌体噬菌体蛋白质外壳不进入细菌内，在上蛋白质外壳不进入细菌内，在上清液中清液中沉淀物中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？沉淀物中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？搅拌离心不充分搅拌离心不充分用用3232p p标记的噬菌体侵

16、染未标记的细菌标记的噬菌体侵染未标记的细菌细菌内有放射性细菌内有放射性3232P P标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上清液：放射上清液：放射性低性低 沉淀物：细菌沉淀物：细菌 放射性放射性高高因为被因为被32P标记的标记的噬菌体噬菌体DNA进入细菌内，不在上清液中进入细菌内，不在上清液中 上清液中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？上清液中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？因为被因为被32P标记的标记的噬菌体噬菌体可能还没有完成侵染过程，或者可能还没有完成侵染过程，或者子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中为什么？为什么？时间限制要

17、严格：既要保证噬菌体已经时间限制要严格：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。噬菌体侵染细菌实验亲代噬菌体亲代噬菌体大肠杆菌内大肠杆菌内子代噬菌体子代噬菌体实验结论实验结论3535S S标记蛋白标记蛋白质质无无3535S S标记蛋标记蛋白质白质外壳蛋白质外壳蛋白质无无3535S S3232P P标记标记DNADNA有有3232P P标记标记DNADNADNADNA有有3232P P标标记记DNA分子分子在亲子代之在亲子代之间具有间具有连续连续性性，是，是遗遗传物质传物质DNA是遗传物质是遗传物质 注意注意 以上两个实验并没有证明以上两个实验并

18、没有证明DNADNA是是主要主要的遗传物质。的遗传物质。(四四)、实验结论：实验结论：DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？五、五、RNARNA是遗传物质是遗传物质RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟叶烟叶 烟叶烟叶 有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,DNA,只含有只含有RNARNA。在这种情况下，在这种情况下，RNARNA就起着遗传物质的就起着遗传物质的作用。作用。噬菌体的遗传物质是（噬菌体的遗传物质是（）烟草花叶病毒的遗传物质是（烟草花叶病毒的遗传物质是（）病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是（

19、）人的遗传物质是（人的遗传物质是（）真核生物的遗传物质是真核生物的遗传物质是（）细菌的遗传物质是（细菌的遗传物质是（）原核生物的遗传物质是原核生物的遗传物质是（）DNA RNA DNA或或RNA DNA DNA DNA DNA 大多数生物以大多数生物以 为遗传物质，为遗传物质，少数生物以少数生物以 为遗传物质，为遗传物质，所以所以 是一切生物的遗传物质，是一切生物的遗传物质，是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。DNADNARNA核酸核酸归纳总结。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：归纳总结。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：（3 3）染色体是）染色体是DNADNA的主要载体；的主要载体；六、

20、六、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质（1）非细胞结构的生物体内）非细胞结构的生物体内（病毒）（病毒），只有，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或或RNA；（2）在具有细胞结构的生物体内）在具有细胞结构的生物体内（原核生物（原核生物和真核生物）和真核生物），有，有DNA和和RNA两种核酸，两种核酸，但但只有只有DNA是遗传物质是遗传物质；（3）染色体是）染色体是DNA的主要载体；的主要载体；归纳总结：归纳总结：1 1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌B B加热杀死后的加

21、热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合学习自测学习自测D2 2噬菌体外壳的合成原料直接来自于（噬菌体外壳的合成原料直接来自于（）A A细菌细菌 B B噬菌体噬菌体 C C原噬菌体外壳降解原噬菌体外壳降解 D D环境环境A 3用噬菌体去感染体内含用噬菌体去感染体内含32P的细胞，的细胞，在细菌解体后含在细菌解体后含32P的是（的是（）A子代噬菌体子代噬菌体DNA B子代噬菌体所有部分子代噬菌体所有部分 C子代噬菌体蛋白质外壳子代噬菌体蛋白质外壳

22、D子代噬菌体不含子代噬菌体不含32P A思考与讨论思考与讨论1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体个体很小，结构简单很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。繁殖快。细菌细菌2030 min就可就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2.最关键的实验设计思路是最关键的实验设计思路是设法把设法把DNA与蛋白质分开，单与

23、蛋白质分开，单独地、直接地去观察独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。3.艾弗里艾弗里采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术提纯和鉴定技术等。等。赫尔希赫尔希采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有噬菌体噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。术等。课后练习课后练习基础题基础题 1.（1）（）（）;(2)（）2.C 3.D拓展题拓展题1.大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是在亲代在亲代噬菌体的遗传信息的作用下，以大肠杆菌的氨基噬菌体的遗传信息的作用下，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。酸为原料来合成蛋白质外壳的。2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地能够精确地复制复制自己；具有自己；具有贮存遗传信息贮存遗传信息的能力；的能力；结构比较稳定，能够指导蛋白质合成，从而控制结构比较稳定，能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；生物的性状和新陈代谢；