證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗附教學(xué)用

1、樹獺基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) DNADNA是主要的遺傳是主要的遺傳物質(zhì)物質(zhì)科學(xué)家已有的研究結(jié)果：有絲分裂、減數(shù)分科學(xué)家已有的研究結(jié)果：有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用的過程都已清楚裂、受精作用的過程都已清楚。這些研究結(jié)果表明：這些研究結(jié)果表明：染色體在遺傳中染色體在遺傳中具有重要作用。具有重要作用。染色體的結(jié)構(gòu)染色體的結(jié)構(gòu)思考：染色體思考：染色體是由什么物質(zhì)是由什么物質(zhì)組成？組成？蛋白質(zhì)DNADNA與蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)究竟哪種是遺究竟哪種是遺傳物質(zhì)？傳物質(zhì)？一、對遺傳物質(zhì)的早期推測一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 20 20世紀世紀20203030年代，對于遺傳物質(zhì)是什年代，對于遺傳物質(zhì)是什么，科學(xué)家

2、都有哪些觀點？么，科學(xué)家都有哪些觀點？ 20 20世紀世紀2020年代，對蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與年代，對蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)有一定的了解。分子結(jié)構(gòu)有一定的了解。 3030年代，對年代，對DNADNA的化學(xué)組成有一定的了解，的化學(xué)組成有一定的了解，但是對但是對DNADNA的分子結(jié)構(gòu)還不了解。的分子結(jié)構(gòu)還不了解。DNADNA化學(xué)組成化學(xué)組成DNA全稱叫全稱叫 是主要是主要的遺傳物質(zhì)。它的基本組成單的遺傳物質(zhì)。它的基本組成單位是位是 .脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸。AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧

3、核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類P脫氧核糖PPP脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖S型細菌，菌體有型細菌，菌體有莢膜，有毒性。莢膜，有毒性。R型細菌，菌體無莢型細菌，菌體無莢膜，無毒性。膜，無毒性。二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗Griffith的肺炎雙球菌的肺炎雙球菌體內(nèi)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化實驗(1928(1928年）年）1、將、將R型的活細菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡。型的活細菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡。2、將、將S型的活細菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。型的活細菌注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。結(jié)論：結(jié)論：S S型的活細菌對小鼠有毒，而型的活細菌對小鼠有毒，

4、而R R型的活細菌無毒。型的活細菌無毒。實驗設(shè)計實驗實驗3 3說明：說明：加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌對小鼠無毒害作用。型細菌對小鼠無毒害作用。實驗實驗4 4說明：說明：小鼠體內(nèi)小鼠體內(nèi)R R型型活細菌在加熱殺死活細菌在加熱殺死的的S S型細菌的作用下可以轉(zhuǎn)化為型細菌的作用下可以轉(zhuǎn)化為S S型活細菌型活細菌。 在加熱殺死的在加熱殺死的S型細菌中，必然型細菌中，必然存在某種活性物質(zhì)存在某種活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子，促使小鼠體內(nèi)促使小鼠體內(nèi)R型活細菌轉(zhuǎn)化為有型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒性毒性S型活細菌。型活細菌。實驗實驗4 4表明：表明：Avery的肺炎球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的的肺炎球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的思路思路

5、選用肺炎雙球菌選用肺炎雙球菌為了弄清轉(zhuǎn)化因子到底是什么？為了弄清轉(zhuǎn)化因子到底是什么？ 將將S型細菌中的多糖、型細菌中的多糖、 蛋白質(zhì)、脂類和蛋白質(zhì)、脂類和DNA、DNADNA酶酶DNADNA等提取出來，分別與等提取出來，分別與R 型細菌進行型細菌進行混合培養(yǎng)?；旌吓囵B(yǎng)。1、實驗材料：、實驗材料：2、實驗?zāi)康模骸嶒災(zāi)康模?、實驗操作：、實驗操作：S型活細菌型活細菌多糖多糖 脂類脂類 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) RNA DNA DNADNA酶酶 分別與分別與R型活細菌混合培養(yǎng)型活細菌混合培養(yǎng)RRRRRRSRSAvery肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗（圖解）肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗（圖解）Avery的思路的思路 只有

6、加入只有加入DNADNA，R R型細菌能轉(zhuǎn)化成型細菌能轉(zhuǎn)化成S S型細菌；型細菌；并且并且DNADNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。DNADNA是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。由此可見由此可見: :科學(xué)家是設(shè)法把科學(xué)家是設(shè)法把DNADNA與蛋白質(zhì)分開與蛋白質(zhì)分開，從而單獨地、直接地去觀察從而單獨地、直接地去觀察DNADNA與蛋白質(zhì)的作用。與蛋白質(zhì)的作用。4、實驗結(jié)果：、實驗結(jié)果：5、結(jié)論：、結(jié)論： 為什么人們對為什么人們對Avery的實驗結(jié)論的實驗結(jié)論還表示懷疑？還表示懷疑？ Avery提取的提取的DNA中還含有少量中還含有少量的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)（至少含（至少含0.02）。）。 為

7、此，哪兩位科學(xué)家又設(shè)計了什為此，哪兩位科學(xué)家又設(shè)計了什么實驗來證明么實驗來證明Avery的結(jié)論？的結(jié)論？精選課件n1952年，Hershey和Chase 用32P標志噬菌體DNA,用35S標志蛋白質(zhì)T2噬菌體的模式圖噬菌體的模式圖T2噬菌體是一種專門寄生噬菌體是一種專門寄生在細菌體內(nèi)的病毒，它的在細菌體內(nèi)的病毒，它的頭部、尾部的外殼都由蛋頭部、尾部的外殼都由蛋白質(zhì)組成的，頭部內(nèi)含有白質(zhì)組成的，頭部內(nèi)含有一個一個DNA分子。如圖所示：分子。如圖所示：問題：問題：在科學(xué)史上，是如何在科學(xué)史上，是如何知道進入的是知道進入的是“DNA”DNA”留在留在外面的是外面的是“蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)外殼”的？的？分

8、析：分析：可可設(shè)法將噬菌體中設(shè)法將噬菌體中的兩種成分作上能區(qū)分的的兩種成分作上能區(qū)分的標記，其中標記，其中蛋白質(zhì)用蛋白質(zhì)用3535S S標標記記，DNADNA用用3232P P標記標記，再觀察，再觀察它們在噬菌體繁殖過程中它們在噬菌體繁殖過程中的作用。的作用。親代噬菌體親代噬菌體3535S S標記蛋白質(zhì)標記蛋白質(zhì)寄主細胞內(nèi)寄主細胞內(nèi)無無3535S S標記蛋白質(zhì)標記蛋白質(zhì)子代噬菌體子代噬菌體外殼蛋白質(zhì)沒有外殼蛋白質(zhì)沒有3535S S三、噬菌體侵染細菌的實驗三、噬菌體侵染細菌的實驗被感染的大腸桿菌被感染的大腸桿菌親代噬菌體親代噬菌體寄主細胞內(nèi)子代噬菌體子代噬菌體3232P P標記標記DNADNA無

9、32P標記DNADNADNA有有3232P P標記標記結(jié)論結(jié)論: : 噬菌體侵染細菌時，噬菌體侵染細菌時，DNADNA進入到細菌的細胞中，進入到細菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此因此DNADNA才是真正的遺傳才是真正的遺傳物質(zhì)。物質(zhì)。親代噬菌體親代噬菌體子代噬菌體寄主細胞 噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗（同位素示蹤法）（同位素示蹤法）親代噬菌體親代噬菌體寄主細胞寄主細胞子代噬菌體子代噬菌體結(jié)論結(jié)論32P標記標記DNA 35S標記標記蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNADNA是真正是真正的遺傳物質(zhì)。的遺傳物質(zhì)。DNADNA中有中有3232P P標記標記DNADNA中有中有32

10、32P P標記標記外殼蛋白無外殼蛋白無3535S S標記標記外殼蛋白無外殼蛋白無3535S S標記標記 假設(shè)某種假設(shè)某種病毒（例如病毒（例如煙煙草花葉病毒草花葉病毒）中不含）中不含DNADNA，只含，只含RNARNA與蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)，那么什么才是遺傳物質(zhì)那么什么才是遺傳物質(zhì)呢？你可以設(shè)計怎樣的呢？你可以設(shè)計怎樣的實驗來證實？實驗來證實？煙草花葉病毒煙草花葉病毒病毒病毒RNA病毒蛋白質(zhì)病毒蛋白質(zhì)正常的煙草葉正常的煙草葉感染病毒的煙草葉感染病毒的煙草葉煙草花葉病毒實驗煙草花葉病毒實驗煙草花葉病毒小小 結(jié)結(jié)DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)核心問題：誰在充當(dāng)生物的遺傳物質(zhì)角色？核心問題：誰在充當(dāng)生物的遺傳物質(zhì)角色？說明說明DNADNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)：的實驗證據(jù)： 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙