高中生物 DNA是主要的遺傳物質(zhì)

1、第第3章章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)孟德爾通過豌孟德爾通過豌豆實驗證明了豆實驗證明了生物的性狀由生物的性狀由 控制控制。遺傳因子遺傳因子染色體染色體摩爾根通過果摩爾根通過果蠅實驗證明了蠅實驗證明了基因位于基因位于 上。上?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分主要組成成分 蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和DNA。DNA染色體在遺染色體在遺傳上的連續(xù)傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性性和穩(wěn)定性蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的基本組成單位蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸氨基酸氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì)實驗材料：實驗材料： 兩種肺炎雙球菌

2、多糖類莢膜多糖類莢膜R型菌型菌菌落菌落:粗糙粗糙 無莢膜，無毒無莢膜，無毒S型菌型菌菌落菌落:光滑光滑( mooth) 有莢膜，有毒，有莢膜，有毒，可致死可致死( ough)1.1.將將無毒性的無毒性的R R型活細菌型活細菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。2.2.將將有毒性有毒性S S型活細菌型活細菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡。注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡。3.3.將將加熱殺死后的加熱殺死后的S S型細菌型細菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。4.4.將將無毒性無毒性R R型活細菌與加熱殺死后的型活細菌與加熱殺死后的S S型細菌混合型細菌混合 后注射到小鼠體內(nèi)，

3、小鼠患敗血癥死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出S S型的活細菌。型的活細菌。一一.格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 已經(jīng)被加熱殺死的已經(jīng)被加熱殺死的S S型細菌中，型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子格里菲思實驗的結(jié)論是什么格里菲思實驗的結(jié)論是什么? 實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：多糖多糖 脂類脂類 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) RNA RNA DNADNA加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌型細菌在殺死的在殺死的S S型細菌中含有哪些物質(zhì)？型細菌中含有哪些物質(zhì)？但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？

4、但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？ 二、二、 艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗R型細菌型細菌R型細菌型細菌只長只長R型菌型菌只長只長R型菌型菌R型細菌型細菌S型菌型菌R型細菌型細菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖蛋白質(zhì)或莢膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 R R R R R S R R R R R R S R 二二.艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗 1944年年DNADNA 在證明在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？思路是什么？ 必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與必須

5、將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨、直接地觀察它們分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。質(zhì)。實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子”是是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì)才是遺傳物質(zhì)，而，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)。（糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識）（糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識）1 1、加入、加入DNADNA酶的組意圖何在？酶的組意圖何在？2 2、分析實驗結(jié)果，能得出什么結(jié)論？、分析實驗結(jié)果，能得出什么結(jié)論？ 艾弗里的實驗引起了人們的注意，但艾弗里的實驗引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中提取出的是，由于

6、艾弗里實驗中提取出的DNA，純度，純度最高時也還有最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。人對實驗結(jié)論表示懷疑。有沒有比細菌更為簡單的實驗材料有沒有比細菌更為簡單的實驗材料？1952年，以為實驗材料，利用的新技術(shù)，完成了另一個更具有說服力的實驗.思維碰撞思維碰撞噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA.T T2 2 噬菌體的特點噬菌體的特點 是一種專門是一種專門寄生寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒在大腸桿菌體內(nèi)的病毒 頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有頭部和尾部的外殼是由

7、蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有DNADNA在在自身遺傳物質(zhì)自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下進行繁殖的指導(dǎo)下進行繁殖, ,原料來自大腸桿菌原料來自大腸桿菌 子代噬菌體從子代噬菌體從宿主細胞宿主細胞裂解釋放裂解釋放。 噬菌體噬菌體大腸桿菌大腸桿菌噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：侵入別的細菌侵入別的細菌合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附侵入侵入合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附動畫 首先，噬菌體的尾端吸首先，噬菌體的尾端吸附在細菌的表面附在細菌的表面侵入侵入 然后，然后， 噬菌體通過尾軸把噬菌體通過尾軸把DNA全部注進細菌體內(nèi)，而蛋全部注進細菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則留在細菌體外，不白質(zhì)外殼則留在細菌體外，

8、不起作用。起作用。 噬菌體的噬菌體的 DNA 在細菌體內(nèi)在細菌體內(nèi)，使細胞本身的，使細胞本身的 DNA 解體，同解體，同時利用細菌的化學(xué)成分合成噬時利用細菌的化學(xué)成分合成噬菌體自身的菌體自身的 DNA和蛋白質(zhì)，和蛋白質(zhì)， 這些新合成的這些新合成的 DNA 和和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個與蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個與親代一模一樣的子代噬菌體親代一模一樣的子代噬菌體。 最后，這些噬最后，這些噬菌體由于細菌的解菌體由于細菌的解體而被釋放出來，體而被釋放出來，再去侵染其他的細再去侵染其他的細菌。菌。1、實驗設(shè)計思路：、實驗設(shè)計思路：3、實驗過程：、實驗過程：把蛋白質(zhì)和把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開區(qū)分開，直接地、單，

9、直接地、單獨地觀察獨地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用和蛋白質(zhì)的作用(1)標記細菌標記細菌細菌+含35S的培養(yǎng)基細菌+含32P的培養(yǎng)基含35S的細菌含32P的細菌(2)標記噬菌體標記噬菌體噬菌體+含35S的細菌噬菌體+含32P的細菌含35S的噬菌體含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細菌噬菌體侵染細菌含35S的噬菌體+細菌含32P的噬菌體+細菌: :上清液放射性很高上清液放射性很高, ,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低上清液放射性很低上清液放射性很低, ,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、實驗方法：、實驗方法：放射性同位素標記法放射性同位素標記法三三.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗標記標記 侵

10、染侵染 攪拌攪拌 離心，離心， 檢測檢測噬菌體比大腸桿菌輕噬菌體比大腸桿菌輕4、噬菌體侵染細菌實驗的噬菌體侵染細菌實驗的檢測結(jié)果檢測結(jié)果：上清液：沉淀物：噬菌體細菌(外殼)(被注入的DNA)蛋白質(zhì)DNA有放射性無無有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高” 沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分離不完全分離不完全(噬菌體蛋白質(zhì)外殼噬菌體蛋白質(zhì)外殼)釋放出來的、未侵染釋放出來的、未侵染的噬菌體的噬菌體/釋放的/未侵染的)DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)1928年年 格里菲思格里菲思 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1944年年 艾弗里艾弗里體

11、外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗1952年年 赫爾希、蔡斯赫爾希、蔡斯噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗DNADNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒煙草花葉病毒煙草花葉病毒下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？背景知識：背景知識：煙草花煙草花葉病毒葉病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組成組成的，在感染煙草時，的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。會出現(xiàn)致病斑。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA分分離離感染感染煙草煙草感染感染煙草煙草實驗實驗結(jié)果結(jié)果出現(xiàn)病斑出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實驗實驗結(jié)果結(jié)果四四.煙草花葉病毒重建實驗煙草花葉病毒重建實驗

12、細胞結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNADNA非細胞結(jié)非細胞結(jié)構(gòu)生物構(gòu)生物遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物總結(jié)總結(jié)4 4、由于大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是、由于大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA，所以說，所以說。但肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染。但肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗只能證明細菌的實驗只能證明。3 3、在、在只含只含RNARNA的少數(shù)病毒的少數(shù)病毒（煙草花葉病毒、（煙草花葉病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA

13、才作為遺傳物質(zhì)。才作為遺傳物質(zhì)。2 2、凡是具有細胞結(jié)構(gòu)的生物，既有、凡是具有細胞結(jié)構(gòu)的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遺，遺傳物質(zhì)是傳物質(zhì)是DNADNA1 1、一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸、一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸4 4、噬菌體侵染細菌的實驗中，在細菌內(nèi)合成子代噬、噬菌體侵染細菌的實驗中，在細菌內(nèi)合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼菌體蛋白質(zhì)外殼DNADNA可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。 1 1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，對、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，對S S菌加熱處理，菌加熱處理，DNADNA仍具有生物仍具有生物活性活性DNADNA分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性。分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性。2

14、2、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，R R型細菌可以轉(zhuǎn)化生成型細菌可以轉(zhuǎn)化生成S S型細菌型細菌DNADNA可以發(fā)生可遺傳的變異?？梢园l(fā)生可遺傳的變異。3 3、噬菌體侵染細菌的實驗中，、噬菌體侵染細菌的實驗中，DNADNA在親代與子代噬菌體中具在親代與子代噬菌體中具有連續(xù)性有連續(xù)性DNADNA可以發(fā)生復(fù)制，由親代傳遞給子代?？梢园l(fā)生復(fù)制，由親代傳遞給子代。作為作為遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)所必須具備的所必須具備的特點特點: :4、用噬菌體去侵染內(nèi)含有、用噬菌體去侵染內(nèi)含有32P的細菌，在細菌解體后的細菌，在細菌解體后，含，含32P的應(yīng)是的應(yīng)是( )A、子代噬菌體、子代噬菌體DNA B、子代

15、噬菌體蛋白質(zhì)外殼、子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼C、子代噬菌體所有部分、子代噬菌體所有部分 D、子代噬菌體不含、子代噬菌體不含32P5、用噬菌體去感染內(nèi)含大量、用噬菌體去感染內(nèi)含大量3H的細菌，待細菌解體的細菌，待細菌解體后，后，3H應(yīng)應(yīng)( ) A、隨細菌的解體而消失、隨細菌的解體而消失 B、發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和、發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和DNA中中 C、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA中中 D、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中AB6 6、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是殼是( )( )A.A.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導(dǎo)下

16、，用細菌的物質(zhì)合成的的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成的B.B.在細菌在細菌DNADNA的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成的的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成的C.C.在噬菌體在噬菌體DNADNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的D.D.在細菌在細菌DNADNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的【解析】【解析】 當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內(nèi)的只有噬菌體當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內(nèi)的只有噬菌體DNADNA，子，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNADNA都是在噬菌體都是在噬菌體DNADNA的指導(dǎo)下，用細菌的氨基酸和的指導(dǎo)下，用細菌的氨基酸

17、和脫氧核苷酸合成的。脫氧核苷酸合成的。【答案】【答案】 A 7 7、某科學(xué)家做、某科學(xué)家做“噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗”時，分別用同位素時，分別用同位素3232P P和和3535S S做了標記做了標記( (見下表見下表) )： 此實驗所得結(jié)果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性此實驗所得結(jié)果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析：均相同。請分析：(1)(1)子噬菌體的子噬菌體的DNADNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ；(2)(2)子噬菌體的蛋白質(zhì)分子中含有的上述元素是子噬菌體的蛋白質(zhì)分子中含有的上述元素是 ；(3)此實驗說明了此實驗說明了 。

18、 【答案】【答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2) (2)3535S S (3) (3)DNADNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌實驗的評價肺炎雙球菌實驗的評價1、遵循了嚴格的對照原則和單因子變量原則2、科學(xué)的思路：發(fā)現(xiàn)問題提出假設(shè)設(shè)計實驗驗證得出結(jié)論體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗探究實驗的基本步驟探究實驗的基本步驟格里菲思，格里菲思，體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里，艾弗里，體外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗原理和方法實驗原理和方法蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：D N A 的組成元素：的組成元素：（標記（標記32p）（標記（標記35s ）標記噬菌體方法：標記噬菌體方法：v在分別含有放射性同位素在分別含有放射性同位素32p 和和35s的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌中培養(yǎng)細菌v分別用上述細菌培養(yǎng)分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含噬菌體，制備含32p 的噬菌體和含的噬菌體和含35s的噬菌體的噬菌體同位素標記法同位素標記法標記細菌標記細菌標記噬菌體標記噬菌體噬菌體侵染細菌（短時間保溫）噬菌體侵染細菌（短時間保溫）攪拌離心攪拌離心觀察放射性的分布觀察放射性的分布“短時間短時間”：保證子代噬菌體的：保證子代噬菌體的DNADNA和蛋白質(zhì)在大腸桿菌中正處于合成和蛋白質(zhì)