DNA是主要的遺傳物質(zhì)(經(jīng)典)課件

1、第三章 基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)第1頁，共29頁。孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由 控制。染色體摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明：基因位于 上。蛋白質(zhì)和DNA科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分： 。遺傳因子誰是遺傳物質(zhì)第2頁，共29頁。問題探討20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。1、遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制，傳遞給下一代等。2、證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？同位素標(biāo)記法、分離提純法、病毒重組法 等。 第3頁，共29頁。一

2、、對遺傳物質(zhì)的早期推測 蛋白質(zhì)(氨基酸)多種多樣：遺傳物質(zhì) 20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì) 染色體 DNA（結(jié)構(gòu)不清楚）：？ 第4頁，共29頁。多糖類莢膜 1928年，英國的格里菲思用一種細(xì)菌肺炎雙球菌感染小鼠實(shí)驗(yàn)。R型菌（無毒，無莢膜）S型菌（有毒，有莢膜）DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)第5頁，共29頁。(一 )格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型細(xì)胞R型細(xì)胞光滑Smooth粗糙rough有多糖類的莢膜無多糖類的莢膜有毒性，可致死無毒性菌落菌體毒性第6頁，共29頁。多糖類莢膜R型菌：菌落粗糙(Rough)、無毒性(一)肺炎雙球菌二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒

3、性 ,小鼠：敗血病第7頁，共29頁。第8頁，共29頁。1.將R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。2.將S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡。(二) 肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。4.將R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到 小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。第9頁，共29頁。結(jié)論: S型死菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌使小鼠致死。第10頁，共29頁。(三)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 第11頁，共29頁。結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。第12頁，共29頁。疑問：由于艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白

4、質(zhì)，因此，仍有人表示懷疑。那么要怎樣設(shè)計才能讓人無可挑剔呢？ 設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，然后單獨(dú)、直接觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計思路第13頁，共29頁。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果第14頁，共29頁。(一)標(biāo)記噬菌體方法：同位素示蹤(標(biāo)記)法返回標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌 + 含35s的培養(yǎng)基 含 35s的大腸桿菌大腸桿菌 + 含32p的培養(yǎng)基 含32p的大腸桿菌標(biāo)記T2噬菌體T2噬菌體+含35s的大腸桿菌 含35sT2的噬菌體T2噬菌體+含32p的大腸桿菌 含32pT2的噬菌體第15頁，共29頁。(二)實(shí)驗(yàn)步驟:標(biāo)記細(xì)菌標(biāo)記噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌攪拌離心

5、觀察放射性的分布（一組用32 P標(biāo)記DNA，一組用35S標(biāo)記蛋白質(zhì))第16頁，共29頁。研究方法：同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P （標(biāo)記32P）（標(biāo)記35S）如何標(biāo)記T2噬菌體？第17頁，共29頁。在分別含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基 中培養(yǎng)大腸細(xì)菌；分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P 的噬菌體和含35S的噬菌體。標(biāo)記T2噬菌體的方法第18頁，共29頁。 請閱讀課本45頁第一段文字以及圖3-6 時間：2min思考：上清液和沉淀物內(nèi)所含的物質(zhì) 各是什么？ 攪拌的目的是什么？ 離心的目的是什么？ 通過該實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？第1

6、9頁，共29頁。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1952返回第20頁，共29頁。噬菌體侵染細(xì)菌的動態(tài)過程：吸附注入合成組裝釋放再侵染其他的細(xì)菌第21頁，共29頁。離心離心1、 為什么選擇35S和32P作標(biāo)記而不選用其他的同位素? 2、 第一（二）組實(shí)驗(yàn)中為什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？因?yàn)榱騼H存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中，而磷則主要存在于 DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因?yàn)?T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。在第一組實(shí)驗(yàn)中，35S標(biāo)記的T2噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)后，攪拌不充分，使吸附在大腸桿菌外被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有

7、與大腸桿菌完全分離開，離心后進(jìn)入沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)放射性 。在第二組實(shí)驗(yàn)中，32P標(biāo)記的噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)的時間過長，噬菌體在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液；混合培養(yǎng)的時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性 。第22頁，共29頁。第二組實(shí)驗(yàn)（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：第一組 實(shí)驗(yàn)親代噬菌體32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)大腸桿菌內(nèi)有32P標(biāo)記DNA無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)子代噬菌體DNA有32P標(biāo)記外殼蛋白質(zhì)無35S實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA分子是遺傳物質(zhì)第23頁，共29頁。結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌時，進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)的外殼

8、仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的傳遞的。才是真正的遺傳物質(zhì)。第24頁，共29頁。思考與討論1.細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有的優(yōu)點(diǎn)是：（1）個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快。細(xì)菌2030 min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。2.最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)

9、等。科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。第25頁，共29頁。RNA 蛋白質(zhì) 感染 不感染 煙草花葉病毒煙葉 煙葉 得花葉病不得花葉病四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)（一）RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)結(jié)論：煙草花葉病毒的RNA控制其性狀，RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。第26頁，共29頁。具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物的遺傳物質(zhì)原核生物的遺傳物質(zhì)DNA 多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA（二）DNA是主要的遺傳物質(zhì)第27頁，共29頁。植物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、葉綠體、線粒體動物細(xì)胞中DNA的載體：染色體、線粒體所以說，染色體是DNA的主要載體。五、DNA的分布原核細(xì)胞和病毒沒有染色體。第28頁，共29頁。課后練習(xí)基礎(chǔ)題 1.（1）（）;(2)（）。 2.C。3.D。拓展題1.實(shí)驗(yàn)表明，噬菌體在感染大腸桿菌時，進(jìn)入大腸桿菌內(nèi)的主要是DNA，而大多數(shù)蛋白質(zhì)卻留在大腸桿菌的外面。因此，大腸桿菌裂解后，釋放出的子