3.1 核酸是遗传物质 课件（共37张PPT）

(共37张PPT)
第三章 遗传的分子基础
第一节 核酸是遗传物质
一、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌类型
肺炎链球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体。
S型菌株
R型菌株
有荚膜菌体
无荚膜菌体
培养、大量繁殖
形成
培养、大量繁殖
形成
光滑菌落
粗糙菌落
命名为
命名为
荚膜：多糖类胶状物质，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏
菌体：单个细菌或真菌
菌落：肉眼可见的许多菌体的集合体
菌株：细菌或真菌中的类型，类似于“品种”
S型：菌落表面光滑，不被免疫系统识别，有多糖荚膜，唯一能引起人患肺炎或小鼠得败血症的类型，有毒性。
R型：菌落表面粗糙，被免疫系统识别，没有荚膜，无毒性。
2.格里菲思的肺炎链球菌活体（体内）转化实验
组1
组2
组3
组4
结论1：组1、组2对照说明S型菌有毒性而R型菌无毒性。
结论2：组1、组3对照说明加热杀死的S型菌无毒性。
组1
组2
组3
组4
分离、纯化
获得
活的S型和R型
结论3：推测在加热杀死的S型菌中，一定有一种物质—“转化因子”能把某些R型菌转化为S型菌。引起R型菌稳定的遗传变异。
分 离 培 养
固 体 培 养 基
液 体 悬 浮 培 养
3．埃弗里肺炎链球菌离体转化实验
活S型菌
裂解细菌
分别分离
蛋白质
荚膜多糖
DNA
RNA
DNA+DNA酶
R型菌
R型菌
R型菌
R型菌
S型菌
R型菌
①过程：
R菌
R菌
R菌
R菌
R菌
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
②、实验思路：将S型菌中的各种物质分离开来，直接单独的观察它们各自的作用。
③、液体悬浮培养：指的是一种在受到不断搅动或摇动的液体培养基里的一种培养方式。扩大肺炎链球菌的数量。
④、分离培养：在固体培养基中，将不同的菌株分离，从而形成不同的菌落。
⑤、第Ⅳ组的培养皿中S型菌较少，R型菌较多。因为转化效率并非100%。
⑥、DNA不仅可以引起细菌转化，而且纯度越高，转化效率就越高。
⑦、结论：DNA是遗传物质。
⑧、S—DNA使R菌发生转过的过程：
⑨、R型菌的DNA不能是S型菌转化为R型菌。
S—DNA
R—DNA
S、R—DNA
控制荚膜合成的基因
酶
控制荚膜合成，转化为S型菌
艾弗里
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。因此，有人对他的实验结论表示怀疑。
【巩固1】探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 ( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息某研
C
【巩固2】究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射小鼠
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射小鼠
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射小鼠
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)
A．存活，存活，存活，死亡 B．存活，死亡，存活，死亡
C．死亡，死亡，存活，存活 D．存活，死亡，存活，存活
D
【巩固3】艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知 ( )
A. ①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
C
（一）、病毒
结构简单无细胞结构，一般只有核酸和蛋白质组成，且病毒中的核酸只有一种DNA或RNA。不能独立生活，必需寄生在活细胞内。根据其寄生宿主的不同可分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（也称噬菌体）。也可根据其遗传物质的不同分为：
DNA病毒和RNA病毒。其中DNA病毒较多，常见的RNA病毒有：HIV、SARS、烟草花叶病毒、流感病毒、新冠病毒等。
噬菌体
核酸
蛋白质外壳
二、噬菌体侵染细菌的实验
新冠病毒
病毒增殖过程
宿主细胞
核酸的复制
蛋白质
合成
组装
组装
释放
过程：吸附
注入
复制合成
组装
释放
宿主细胞
病毒
宿主细胞
遗传物质从亲代传到子代
①、病毒增殖的原料来源：
②、病毒增殖的遗传信息来源：
③、病毒增殖的能量、场所来源：
④、亲子代病毒之间的物质联系：
【巩固4】噬菌体侵染细菌后可以使细菌死亡，HIV感染T细胞后可以造成T细胞大量死亡，那么噬菌体和HIV利用细菌和T细胞的物质中主要的不同是 ( )
A．组成蛋白质的原料 B．构成核酸的原料
C．营养成分 D．无机盐
【巩固5】针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是 （ ）
A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质
B.以宿主菌DNA合成子代噬菌体的核酸
C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡
D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解
B
A
（二）、T2噬菌体侵染细菌的实验
1．T2噬菌体
一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，头部内含有DNA分子。
2、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）
原因：S、P元素分别是蛋白质和DNA的特有分子。
3、实验思路：使蛋白质与DNA分离开来，分别单独的观察它们的作用。
4、过程
（1）、用35S标记噬菌体的外壳蛋白
普通细菌 + 含35S的培养基
被35S标记的子代细菌
培养
＋
普通的噬菌体
培养
被35S标记的噬菌体
＋
普通细菌
短时间培养、搅拌、离心
上清液
沉淀物
物质：蛋白质外壳
放射性：强
物质：细菌细胞
放射性：弱
标记细菌
标记噬菌体
①、噬菌体的培养：
②、培养被标记的噬菌体较短时间的原因：
先标记大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体。
防止大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放
③、短时间培养的目的：
④、搅拌的目的：
使噬菌体侵染大肠杆菌，即使噬菌体蛋白质与DNA分离
使细菌外的噬菌体与细菌分开
⑤、离心的目的：
⑥、 沉淀物中为什么会有放射性？
使细菌外的噬菌体与细菌彼此分层
搅拌之后仍然有少量蛋白质外壳吸附在细菌细胞上，所以沉淀物中带有少量放射性。
继续培养
得子代病毒
所有的子代病毒都不含放射性
结论：病毒的蛋白质外壳不能进入宿主细胞，也不能从亲代传给子代。
（2）、用32P标记噬菌体的核酸
普通细菌 + 含32P的培养基
被32P标记的子代细菌
培养
＋
普通的噬菌体
培养
被32P标记的噬菌体
＋
普通细菌
短时间培养、搅拌、离心
上清液
沉淀物
物质：蛋白质外壳
放射性：弱
物质：细菌细胞
放射性：强
标记细菌
标记噬菌体
⑦、上清液中出现少量放射性的原因：
少数噬菌体的DNA还未注入细菌中就已经被搅拌分离；
或少数细菌中的噬菌体已经释放。
⑧、长时间培养对35S、32P标记实验结果的影响：
35S结果：无影响
32P结果：上清液放射性变强，沉淀物放射性变弱
⑨、搅拌不充分对35S、32P标记实验结果的影响：
35S结果：上清液放射性变弱，沉淀物放射性变强
32P结果：无影响
继续培养
得子代病毒
子代病毒中含放射性
结论：病毒的DNA能从亲代传给子代，所有DNA是遗传物质。
⑩、该实验能不能说明DNA是主要的遗传物质？
、标记DNA时获得的子代病毒中含32P的 （多、少）。
不能
少
典例：用32P标记噬菌体后，让其侵染被15N、35S标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，可找到上述放射性元素的是（ ）
A．可在外壳中找到15N、32P、35S
B．可在DNA中找到15N、32P
C．可在外壳中只能找到15N、
D．可在DNA中找到15N、32P和35S
B
【巩固7】关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是 ( )
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
C
【巩固8】若某1个35S标记的大肠杆菌被一个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体( )
A．一定有35S，可能有32P B．只有32P
C．一定有32P，可能有35S D．只有32S
【巩固9】 、在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，下列对于沉淀物中含有少量放射性物质的解释，正确的是（ ）
A．经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B．离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D．少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌
A
A
【巩固10】有人试图通过实验来了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的过程，设计实验如下：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，
下表对结果的预测中，最可能发生的是(　　)
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P、少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P、多数31P
D 全部有 全部35S 少数32P、多数31P
D
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1．烟草花叶病毒组成：
2．烟草花叶病毒感染实验过程：
提取
分离
分别接种
正常叶片
花叶病烟草叶
烟草花叶病毒
正常叶片
患病叶片
对照组：用RNA酶处理过的RNA没有感染能力。
结论：RNA是某些病毒的遗传物质。
RNA和蛋白质
3、病毒的重建实验
分离
分离
组合
组合
培养
结论：子代病毒的类型取决于亲代病毒的核酸。从而说明RNA 是遗传物质。
活细胞
五、遗传物质
1、自然界中生物的遗传物质有 和 两种。
以DNA作为遗传物质的生有 、 、 。
以RNA作为遗传物质的生物有 。
所以 主要的遗传物质。
2、在细胞中存在的核酸有： ，
在病毒中存在的核酸有： 。
DNA
RNA
真核生物
原核生物
大部分病毒
细胞生物的遗传物质都是DNA
RNA病毒
DNA
DNA和RNA
DNA或RNA
【巩固11】下列说法正确的是 (　　)
A．细菌的遗传物质主要是DNA
B．病毒的遗传物质主要是RNA
C．有细胞结构的生物的遗传物质是DNA
D．细胞质中的遗传物质主要是RNA
C
【巩固12】不是RNA功能的是 ( )
A．作为某些病毒的遗传物质
B．催化某些代谢反应
C．作为肺炎双球菌的遗传物质
D．作为某种细胞结构的组成成分
C
【巩固13】下列关于格里菲思的肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是 ( )
A．加热杀死的有荚膜的肺炎双球菌能使小白鼠死亡
B．可以用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸来研究R型菌中的DNA复制
C．加热杀死的S型肺炎双球菌和活R型肺炎双球菌混合培养后感染小白鼠能使其死亡
D．该实验证明了DNA是遗传物质而多糖类物质不是
C