DNA是主要的遺傳物質(zhì)白慧涓學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1DNA是主要的遺傳物質(zhì)白慧涓是主要的遺傳物質(zhì)白慧涓3.1 DNA3.1 DNA是主要的是主要的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) 通過(guò)對(duì)細(xì)胞通過(guò)對(duì)細(xì)胞有絲分裂有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過(guò)程、減數(shù)分裂和受精過(guò)程的研的研究，人們了解到染色體在究，人們了解到染色體在生物的傳宗接代過(guò)程中，生物的傳宗接代過(guò)程中，能夠保持一定的穩(wěn)定性和能夠保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。因此，人們認(rèn)為連續(xù)性。因此，人們認(rèn)為染色體染色體在遺傳上起著主要作在遺傳上起著主要作用。用。第1頁(yè)/共53頁(yè)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)第2頁(yè)/共53頁(yè)染色體染色體=蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)+DNA遺傳因子遺傳因子=基因基因基因在染色體上基因在染色體上討論：討論：你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具

2、有你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？什么特點(diǎn)？你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？物質(zhì)的可行方法有哪些？第3頁(yè)/共53頁(yè)（1）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復(fù)制自）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性己，使得前后代具有一定的連續(xù)性（傳遞）（傳遞）；（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程陳代謝的過(guò)程（表達(dá)）（表達(dá)）；（3）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力（儲(chǔ)存）（儲(chǔ)存）；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且）結(jié)構(gòu)

3、比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代（突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代（改變）改變）。 第4頁(yè)/共53頁(yè)在在50年代后期當(dāng)遺傳學(xué)界普年代后期當(dāng)遺傳學(xué)界普遍認(rèn)可遍認(rèn)可DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)這個(gè)觀這個(gè)觀點(diǎn)時(shí)，年邁的埃弗里已溘然長(zhǎng)點(diǎn)時(shí)，年邁的埃弗里已溘然長(zhǎng)逝。逝。究竟埃弗里如何得出究竟埃弗里如何得出“DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)”的結(jié)論的呢？的結(jié)論的呢？艾弗里艾弗里AVERY于于1944年關(guān)于年關(guān)于DNA攜帶攜帶遺傳信息的發(fā)現(xiàn)代表了遺傳學(xué)領(lǐng)遺傳信息的發(fā)現(xiàn)代表了遺傳學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要的成就，他沒(méi)能得域中一個(gè)重要的成就，他沒(méi)能得到諾貝爾獎(jiǎng)是很遺憾的。到諾貝爾

4、獎(jiǎng)是很遺憾的。第5頁(yè)/共53頁(yè)R型菌型菌（無(wú)多糖莢膜、菌落（無(wú)多糖莢膜、菌落粗糙、無(wú)毒性）粗糙、無(wú)毒性）S型菌型菌（多糖莢膜、菌落（多糖莢膜、菌落光滑、有毒性、可光滑、有毒性、可致小老鼠患敗血癥致小老鼠患敗血癥死亡）死亡）肺肺炎炎雙雙球球菌菌第6頁(yè)/共53頁(yè)小鼠死亡小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠死亡且活小鼠死亡且活SS型加熱型加熱R型活菌型活菌混混合合加熱殺死的加熱殺死的S菌菌R型活菌型活菌S型活菌型活菌實(shí)驗(yàn)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體內(nèi)）（體內(nèi)）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1234第7頁(yè)/共53頁(yè)可以可以遺傳遺傳的的如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷是DNA、蛋白質(zhì)還是多糖是遺

5、傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)還是多糖是遺傳物質(zhì)？第8頁(yè)/共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)二、1944年美國(guó)科學(xué)家艾弗里年美國(guó)科學(xué)家艾弗里肺炎雙球菌肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（的轉(zhuǎn)化（體外體外）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)R型細(xì)菌DNA純度純度越高轉(zhuǎn)化越高轉(zhuǎn)化效率越高效率越高。設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地.直接地去觀察它們的作用。以上成功之處，把幾中成分分離后獨(dú)立1科學(xué)的結(jié)論來(lái)自于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，同樣也來(lái)自于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確說(shuō)明。 提出問(wèn)題講述研究的過(guò)程和方法得出結(jié)論提出新問(wèn)題講述新的研究過(guò)程和方法得出新結(jié)論” 任何一項(xiàng)科學(xué)成就，都是一個(gè)“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”的過(guò)程S型細(xì)菌第9頁(yè)/共53頁(yè) 第10頁(yè)/共53頁(yè)轉(zhuǎn)化因子是轉(zhuǎn)化因子是DNA，DN

6、A是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。第11頁(yè)/共53頁(yè)三、三、T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 1952年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料噬菌體：噬菌體：是感染細(xì)菌、真菌、是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的放線菌或螺旋體等微生物的病毒。病毒。第12頁(yè)/共53頁(yè) 第13頁(yè)/共53頁(yè)三、三、T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 同位素示蹤同位素示蹤法法1952年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料60%40%增殖特點(diǎn)：在自身遺傳物

7、質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行增殖。增殖特點(diǎn)：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行增殖。第14頁(yè)/共53頁(yè)第15頁(yè)/共53頁(yè)親代噬菌體親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體子代噬菌體32P標(biāo)記標(biāo)記DNA無(wú)無(wú)32P標(biāo)記標(biāo)記DNADNA有有32P標(biāo)記標(biāo)記35S標(biāo)記蛋白質(zhì)標(biāo)記蛋白質(zhì)無(wú)無(wú)35S標(biāo)記標(biāo)記蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)無(wú)無(wú)35SDNA分子在親子代之間具有分子在親子代之間具有連續(xù)性連續(xù)性，是，是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋

8、白質(zhì)的外殼仍留在外面。因此，胞中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的傳遞的傳遞的才是真正的遺傳物質(zhì)才是真正的遺傳物質(zhì)第16頁(yè)/共53頁(yè)第17頁(yè)/共53頁(yè)第18頁(yè)/共53頁(yè)第19頁(yè)/共53頁(yè)第20頁(yè)/共53頁(yè)第21頁(yè)/共53頁(yè)蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)DNA是是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)DNA是主要是主要的遺傳物質(zhì)的遺傳物質(zhì)第22頁(yè)/共53頁(yè)練習(xí)練習(xí)年，美國(guó)科學(xué)家艾弗里等人的研究工作年，美國(guó)科學(xué)家艾弗里等人的研究工作表明，導(dǎo)致表明，導(dǎo)致R R型細(xì)菌（無(wú)毒型細(xì)菌（無(wú)毒性）轉(zhuǎn)化成為性）轉(zhuǎn)化成為S S型細(xì)菌（有毒性）的主要型細(xì)菌（有毒性）的

9、主要因素是因素是 型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA水解酶水解酶 型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)型細(xì)菌的水解酶和型細(xì)菌的水解酶和S S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA DNA 型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA第23頁(yè)/共53頁(yè)2.2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明 （ ） 是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì) B. B. 噬菌體的遺傳物質(zhì)是噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNADNAC C. .所有生物的遺傳物質(zhì)是所有生物的遺傳物質(zhì)是DNA DNA D. D. 噬菌體的成份是噬菌體的成份是DNADNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)第24頁(yè)/共53頁(yè)3.3.肺炎雙球菌中的肺炎雙球菌中的S S型具有多糖類莢膜

10、，型具有多糖類莢膜，R R型則沒(méi)型則沒(méi)有。下列敘述錯(cuò)誤的是（有。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A A培養(yǎng)培養(yǎng)R R型活細(xì)菌時(shí)加型活細(xì)菌時(shí)加S S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌B B培養(yǎng)培養(yǎng)R R型活細(xì)菌時(shí)加型活細(xì)菌時(shí)加S S型細(xì)菌型細(xì)菌DNADNA的完全水解的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌C C培養(yǎng)培養(yǎng)R R型活細(xì)菌時(shí)加型活細(xì)菌時(shí)加S S型細(xì)菌型細(xì)菌DNADNA，能夠產(chǎn)生，能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌具有莢膜的細(xì)菌D D培養(yǎng)培養(yǎng)R R型活細(xì)菌時(shí)加型活細(xì)菌時(shí)加S S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能夠產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)

11、菌夠產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌D第25頁(yè)/共53頁(yè) 4.4.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，如果用如果用3232P P和和3535S S分別標(biāo)記噬菌體的分別標(biāo)記噬菌體的DNADNA和蛋白質(zhì)外殼，結(jié)果復(fù)制出來(lái)和蛋白質(zhì)外殼，結(jié)果復(fù)制出來(lái)的子代噬菌體的子代噬菌體 （ ） A.A.不含不含3535S S，一部分含，一部分含 3232P P B.B.不含不含3232P P ，部分含，部分含3535S SC.C.含含3232P P和和3535D.D.不含不含3535S,S,全部含全部含3232P P第26頁(yè)/共53頁(yè) 5.5.如果用如果用3232P P、3535S S分別標(biāo)記噬菌分別標(biāo)記噬

12、菌體的的體的的DNADNA和蛋白質(zhì)外殼，當(dāng)他和蛋白質(zhì)外殼，當(dāng)他侵染到細(xì)菌體內(nèi)后，經(jīng)多次復(fù)制侵染到細(xì)菌體內(nèi)后，經(jīng)多次復(fù)制，所釋放出來(lái)的子代噬菌體絕大，所釋放出來(lái)的子代噬菌體絕大部分（部分（ ）A.A.不含不含 3232P B. P B. 含含3232P PC.C.不含不含3232P P和和3535S S D. D. 含含 3232P P和和3535S SA第27頁(yè)/共53頁(yè)RNA也是遺傳物質(zhì)也是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)四：實(shí)驗(yàn)四：煙草花葉病毒感染煙草花葉病毒感染(TMV)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒（TMV）被病毒感染的煙草葉片第28頁(yè)/共53頁(yè)第29頁(yè)/共53頁(yè)第30頁(yè)/共53頁(yè)思考與討論思考與討論科學(xué)與技術(shù)1.

13、艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單的生物細(xì)菌或病毒。以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？2.雖然艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)方法不同，但實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路卻有共同之處。思考一下，他們最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？這對(duì)于你認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？第31頁(yè)/共53頁(yè)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第32頁(yè)/共53頁(yè)（1）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性（傳遞）；（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程（表達(dá)）；（3）具有貯存大量遺傳信息

14、的潛在能力（儲(chǔ)存）；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代（改變）。 組成蛋白質(zhì)的主要氨基酸約有20種。由于氨基酸的種類和數(shù)量不同，排列順序不同，可以組成無(wú)數(shù)種蛋白質(zhì)，這一點(diǎn)符合上述的第三個(gè)條件。蛋白質(zhì)（特別是酶）能夠控制生物的性狀和代謝，這一點(diǎn)符合第二個(gè)條件。但是蛋白質(zhì)不能進(jìn)行自我復(fù)制，而且它在染色體中的含量往往是不固定的，分子結(jié)構(gòu)也不穩(wěn)定；它也不能遺傳給后代，所以蛋白質(zhì)不可能是遺傳物質(zhì)。 科學(xué)研究已經(jīng)充分證明，核酸具備上述4個(gè)條件，所以核酸才是生物體的遺傳物質(zhì)。核酸又分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是

15、DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。第33頁(yè)/共53頁(yè) “在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，為什么加熱殺死的S型細(xì)菌還能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌？” 蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80100 的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將會(huì)失活，DNA雙鏈將解開(kāi)；當(dāng)溫度降至55 左右時(shí)，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性卻不能恢復(fù)。 第34頁(yè)/共53頁(yè)有關(guān)實(shí)驗(yàn)及結(jié)論：（1）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化因子是什么？（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)遺傳物質(zhì)是什么？（3）煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步明確遺傳物質(zhì)是什么。得出以下結(jié)論：（1）DNA是轉(zhuǎn)化因子，是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是。（因?yàn)榘ダ锛捌渫聦?duì)S型細(xì)菌中的物質(zhì)

16、進(jìn)行了提純和鑒定，他們將提純的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分別加入到培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA，R型細(xì)胞才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。）（2）遺傳物質(zhì)是DNA。（因?yàn)镈NA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制，并復(fù)制合成自身的蛋白質(zhì)。所以在子代噬菌體內(nèi)，沒(méi)有親代噬菌體內(nèi)蛋白質(zhì)被標(biāo)記的元素。）（3）RNA也可以是遺傳物質(zhì)。從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：（1）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA；（2）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是主要的遺傳物質(zhì)；（3）染色體是DNA的主要載體；（4）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信

17、息。第35頁(yè)/共53頁(yè)1997年，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)將授予了美年，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)將授予了美國(guó)生命科學(xué)家普魯西納，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了國(guó)生命科學(xué)家普魯西納，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了一種全新的致病因子一種全新的致病因子朊病毒（瘋牛朊病毒（瘋牛病病毒）。發(fā)現(xiàn)不管用病病毒）。發(fā)現(xiàn)不管用DNA酶、酶、RNA酶酶處理該致病因子，感染組織遭破壞后仍處理該致病因子，感染組織遭破壞后仍然保留感染性。由此推斷其化學(xué)本質(zhì)不然保留感染性。由此推斷其化學(xué)本質(zhì)不可能是可能是 _。DNA 或或 RNA資料一第36頁(yè)/共53頁(yè)敗血癥敗血癥:是是病菌侵入血流循環(huán)而發(fā)生的全身性感染病菌侵入血流循環(huán)而發(fā)生的全身性感染。細(xì)菌。細(xì)菌可在血中大量繁殖而引起全身

18、中毒癥狀，致病菌可隨血流到各器可在血中大量繁殖而引起全身中毒癥狀，致病菌可隨血流到各器官組織造成遷徙性病灶。官組織造成遷徙性病灶。 （1）臨床表現(xiàn)：寒戰(zhàn)、高熱、頭痛、嘔吐、呼吸加快、）臨床表現(xiàn)：寒戰(zhàn)、高熱、頭痛、嘔吐、呼吸加快、心率增速等；嚴(yán)重者出現(xiàn)神志改變或感染性休克；肝脾腫心率增速等；嚴(yán)重者出現(xiàn)神志改變或感染性休克；肝脾腫大，以瘀點(diǎn)為主的皮疹，大關(guān)節(jié)疼痛或紅腫。病程長(zhǎng)者常大，以瘀點(diǎn)為主的皮疹，大關(guān)節(jié)疼痛或紅腫。病程長(zhǎng)者常發(fā)生遷徙性病灶或膿腫，少數(shù)可有黃疸。發(fā)生遷徙性病灶或膿腫，少數(shù)可有黃疸。（2）實(shí)驗(yàn)室檢查：血白細(xì)胞計(jì)中粒細(xì)胞比例增多，血培養(yǎng)有）實(shí)驗(yàn)室檢查：血白細(xì)胞計(jì)中粒細(xì)胞比例增多，血培養(yǎng)有致病菌生長(zhǎng)。致病菌生長(zhǎng)。小資料小資料第37頁(yè)/共53頁(yè)第38頁(yè)/共53頁(yè)第39頁(yè)/共53頁(yè)第40頁(yè)/共53頁(yè)結(jié)論：結(jié)論：第41頁(yè)/共53頁(yè)蛋白質(zhì)RNA分離感染煙草感染煙草實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實(shí)驗(yàn)結(jié)果第42頁(yè)/共53頁(yè)第43頁(yè)/共53頁(yè)分離分離重組重組感染新的病毒第44頁(yè)/共53頁(yè)第45頁(yè)/共53頁(yè) 第46頁(yè)/共53頁(yè) C H O N P S第47頁(yè)/共53頁(yè)三三. .第48頁(yè)/共53頁(yè)第49頁(yè)/共53頁(yè)結(jié)論：