(共23张PPT)
第3章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
【学习目标】
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。
【学习重点】
肺炎双球菌转化实验的原理和过程;
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【学习难点】
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
19世纪中期,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由基因控制的
20世纪初期,摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于染色体上
20世纪中叶,科学家发现:染色体主要由 蛋白质和DNA (成分)组成。
蛋白质
DNA
染色体
作为遗传物质,必须具备什么条件呢?
分子结构相对稳定,
特定情况下能产生可遗传的变异
能自我复制,
前后代保持一定的连续性
能指导蛋白质的合成,
从而控制新陈代谢和性状
具有多样性,
能储存大量的遗传信息
(一)、实验材料:
肺炎双球菌
R型菌
菌落粗糙,
无荚膜,无毒
多糖类荚膜
S型菌
菌落光滑,
有荚膜,有毒
一. 肺炎双球菌转化实验
小鼠正常
小鼠死亡
S型加热
R型活菌
混合
S型加热
格里菲斯的(体内)转化实验
1
2
3
4
R型活菌
小鼠正常
S型活菌
小鼠死亡
(二)
R
活R + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
第四组
+
S
活R
死S
小鼠死亡
S
活S
S中的转化因子
[结论]
加热杀死的S型细菌中含有转化因子,
将R型活细菌转化为S型活细菌。
肺炎双球菌的转化实验
1、体内转化实验
[思考]寻找转化因子:
在杀死的S型细菌中含有哪些物质?
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
但究竟哪一个才是转化因子呢?
艾弗里的体外转化实验
(三)
2、体外转化实验
肺炎双球菌的转化实验
S型菌
R型
S型菌的DNA
R型细菌
只长R型
只长R型
S型菌的
蛋白质或荚膜多糖
S型菌的
DNA+DNA酶
关键的设计思路:分离提纯
[结论] DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。
有没有可能是DNA上仍沾有的0.02%蛋白质是转化因子呢?
二、 噬菌体侵染细菌的实验(赫尔希和蔡斯)
(一)噬菌体的结构模式图
(1)结构:头部和尾部的外表是由 构成,头部内含有 。
(2)与大肠杆菌的关系: 寄生关系(消费者)
(3)增殖:
蛋白质
DNA
噬菌体侵染细菌过程
噬菌体只有DNA进入细菌,却能释放出子代噬菌体。所以噬菌体的DNA复制以及蛋白质外壳的合成都是在细菌体内利用细菌的场所和原料合成进而组装的。
(二)研究方法:
同位素标记法
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
(标记35S )
(标记32P)
标记噬菌体方法:
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌
分别用上述细菌培养T2噬菌体,制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
用含35S的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。
上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。
噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在外面,
没有进入到细菌中。
实验表明
35S
无35S
用含32p的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。
上清液放射性很低,沉淀物放射性很高。
32P
有 32P
实验表明
噬菌体侵染细菌时,DNA 进入到细菌中
亲代 噬菌体 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。
不能证明蛋白质不是遗传物质。
思考:
你认为在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么?(实验设计思路的共性)
设法将DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察它们的作用。
结论:
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
三、 烟草花叶病毒感染实验(格勒和施拉姆)
肺炎双球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌实验
DNA是遗传物质
DNA是主要的
遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质
四、生物的遗传物质
肺炎双球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌实验
烟草花叶病毒侵染烟草实验
思考:
DNA或RNA
DNA
DNA
2、烟草的遗传物质是什么?
DNA
1、动物和人体的遗传物质是什么?
3、细菌的遗传物质是什么?
4、一切生物的遗传物质是什么?
5、病毒的遗传物质是什么?
核 酸
1.凡是具有细胞结构的生物(包括真核生物和原核生物),既有DNA又有RNA,其遗传物质是DNA。
2.不具细胞结构的生物(病毒)
多数病毒的遗传物质是DNA,如T2噬菌体等,少数病毒的遗传物质是RNA,如烟草花叶病毒、HIV等。
3.就整个生物界来说,绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的,所以DNA是主要的遗传物质;但对某个生物体来说,遗传物质只能是DNA或RNA。
判断正误
1、由于染色体位于细胞核内,所以生物的遗传就是指细胞核遗传。
2、 噬菌体侵染细菌的时候,整个进入细菌的体内,其蛋白质和DNA共同进行子代噬菌体的复制。
3、人的细胞中既有DNA也有RNA,因此DNA和RNA都是人的遗传物质
4、DNA的载体只有染色体。
5、加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌
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