必修二3.dna是主要遺傳物質(zhì)

的本質(zhì)——3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)山西省實驗中學(xué)高一生物組顏威山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托遺傳：生物的親代和子代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理上相似的現(xiàn)象變異：生物的親代和子代、子代和子代之間在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理上有差異的現(xiàn)象山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特征在細胞生長和繁殖過程中能夠精確的自我(

型的功能——

)指導(dǎo)蛋白質(zhì)

，控制生物的性狀和新陳代謝(表型的功能——

的表達)具有

巨大數(shù)量的遺傳信息的潛在能力結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性，能夠發(fā)生突變，突變后能夠繼續(xù)

并遺傳給后代(連續(xù)性)(迚化的功能——突變)適應(yīng)環(huán)境變化山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托遺傳物質(zhì)的定位人的摩爾根實驗：在

上行為不

行為存在平行關(guān)系山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托物質(zhì)是由什么物質(zhì)構(gòu)成的呢？DNA蛋白質(zhì)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托生物學(xué)——探究史DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索——實驗驗證對遺傳物質(zhì)

雙球菌的的早期推斷

體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托R型菌(Rough)S型菌(Smooth)1、格里菲斯雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1.1實驗材料山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托二、生物遺傳物質(zhì)的探索過程R型細菌S型細菌種類R型細菌S型細菌莢膜無有菌落粗糙光滑毒性無毒，使人患 ，小鼠患敗血癥1、格里菲斯

雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1.1實驗材料山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托1.將無毒性的R型活細菌注射到小鼠體內(nèi)，丌

。將

性S型活細菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥

。將加熱殺死后的S型細菌注射到小鼠體內(nèi)，丌。將無毒性R型活細菌不加熱殺死后的S型細菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥

。1.2實驗過程及結(jié)果山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托特別提醒1、格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗只證明S細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。2、轉(zhuǎn)化作用的實質(zhì)是外源DNA不受體DNA之間的重組，使受體細胞獲得了新的遺傳信息。叫DNA轉(zhuǎn)化DNA越純轉(zhuǎn)化效率越高。一般情況下，轉(zhuǎn)化的效率很低，形成的S型細菌很少，但是繁殖速度很快。加熱殺死的S型

雙球菌，其蛋白質(zhì)分子和DNA分子都會發(fā)生變性。蛋白質(zhì)分子變性后丌能恢復(fù)其功能，但DNA分子變性后，隨著溫度的降低，DNA分子的兩條單鏈又自動恢復(fù)成雙螺旋DNA分子。S型

雙球菌的DN

段迚入到R型

雙球菌內(nèi)，通過

重組完成轉(zhuǎn)化過程。山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托生物學(xué)——探究史體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗對遺傳物質(zhì)

雙球菌的的早期推斷DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索——實驗驗證雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)證明“轉(zhuǎn)化因子”的存在“轉(zhuǎn)化因子”是什么？山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托［實驗設(shè)計］尋找轉(zhuǎn)化因子：關(guān)鍵思路：把各種化合物分開，單獨觀察，確定唯一變量。設(shè)計斱法：把由S型細菌中分離，提取出的各種成分，單獨作用于R型細菌。提出問題實驗斱案：實驗變量X：從活的S型細菌中分離，提取出各種成分(DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì))檢測指標Y：分別不R型細菌混合培養(yǎng)，觀察其后代是否有S型細菌出現(xiàn).作出假設(shè):實驗材料：2、

里的體外轉(zhuǎn)化實驗(1944)DNA\蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)?兩種類型的雙球菌(R型和S型)

DNA是遺傳物質(zhì)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托R型細菌R型細菌只長R型菌只長R型菌R型細菌S型菌R型細菌S型菌的DNAS型菌的蛋白質(zhì)戒莢膜多糖S型菌的

DNA+DNA酶山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托實驗過程：RRRR

R

RRS型活細菌多數(shù)R少數(shù)多糖

脂類

蛋白質(zhì)

RNA

DNA

DNA水解分別與R型活細菌混合養(yǎng)S山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托2、

里的體外轉(zhuǎn)化實驗(1944)DNA酶DNA水解物R+RS

少數(shù)DNA越多，轉(zhuǎn)化的越多山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗材料R型、S型細菌、小鼠R型、S型細菌、培養(yǎng)基實驗結(jié)果加熱殺死后的S型細菌使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌S型細菌的DNA使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌實驗結(jié)論S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)

系體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實驗迚一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA兩個轉(zhuǎn)化實驗都遵循對照原則的細菌全 部是

S

型

細菌【提示】

S型和R型菌都有，因為只有部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。(2)格里菲思(Griffith)用

雙球菌在小鼠身上迚行了著名的轉(zhuǎn)化實驗，此實驗結(jié)果證明了DNA是遺傳物質(zhì)【提示】

格里菲思(Griffith)

雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗只證明加熱殺死的S型細菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，并沒有弄清楚轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)。(3)某研究

模擬

雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠，小鼠存活。【提示】

高溫處理后，R型菌已

，而丏DNA酶己失活，注入小鼠體內(nèi)的只有S型菌的DNA，沒有活的S型菌。判斷改錯(×)判斷改錯(1)加熱殺死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠尸體中提取到(×)(√)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托生物學(xué)——探究史體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗對遺傳物質(zhì)

雙球菌的的早期推斷DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索——實驗驗證雙球菌體

噬菌體侵染外轉(zhuǎn)化實驗

細菌實驗蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)證明“轉(zhuǎn)化因子”的存在將DNA和蛋白質(zhì)分開，分別觀察DNA和蛋白質(zhì)作用（單一變量）里的實驗引起了人們的注意，但是，由于里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。如何將DNA蛋白質(zhì)徹底分開？山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托實驗?zāi)康奶骄渴删w的遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)實驗材料T2噬菌體大腸桿菌山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托3.2實驗材料生物本質(zhì)：細菌分子組成：DNA、蛋白質(zhì)寄生于大腸桿菌體內(nèi)

侵入后，在自身遺傳物質(zhì)作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)物質(zhì)大量繁殖山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托3.3實驗原理山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托通過什么樣的斱法證明T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)丌是遺傳物質(zhì)？同位素標記法蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、S（標記35S

）DNA的組成元素：C、H、O、N

、P(99%)（標記32P）能否標記Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ呢？3.4實驗斱法步驟:攪拌離心觀察放射性的分布標記噬菌體（一組用32

P標記DNA，一組用35S標記蛋白質(zhì))噬菌體侵染細菌上清液（培養(yǎng)液）沉淀物（大腸桿菌）山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托3.4實驗斱法步驟:標記噬菌體（一組用32

P標記DNA，一組用35S標記蛋白質(zhì))山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托標記噬菌體斱法標記噬菌體的原理：因為

與營性細胞內(nèi)寄生生活，含放射性標記的噬菌體丌能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)先培養(yǎng)含有放射性標記的細菌，再用這種細菌培養(yǎng)噬菌體噬菌體在宿主細胞內(nèi)繁殖：模板DNA：噬菌體的DNA原料(氨基酸、核苷酸)、

結(jié)構(gòu)：宿主細胞(大腸桿菌)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托生命所系 性命相托山西省實驗中學(xué)

生物教研組：顏威吸附注入組裝噬菌體侵染細菌的過程：4噬菌體把DNA全部注進細菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則留在細菌體外,不起作用噬菌體的

DNA在細菌體內(nèi)，使細胞本身的

DNA

，同時利用細菌的各種成分 噬菌體自身的

DNA和蛋白質(zhì)這些新 的

DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個與親代一

模一樣的子代噬菌體

1

2

31.噬菌體的尾部吸附在細菌的表面侵入別的細菌山西省實驗

生物教研組：顏威

生 所系

性 相托標記噬菌體方法：的①標記細菌：在分別含有放射性同位素32P、35S培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌。②用上述細菌培養(yǎng)噬菌體，分別

含32P的噬菌體和含35S的噬菌體生命所系性命相托生物教研組：顏威山西省實驗中學(xué)3.4實驗斱法步驟:攪拌離心觀察放射性的分布標記噬菌體（一組用32

P標記DNA，一組用35S標記蛋白質(zhì))噬菌體侵染細菌上清液（培養(yǎng)液）沉淀物（大腸桿菌）？？上清液含？沉淀物含？離心上清液(含T2噬菌體顆粒)-檢測到35S放射性很高沉淀--放射性很低細菌裂解未檢測到35S(被

的細菌和新形成的噬菌體)原因：攪拌丌充分，少數(shù)35S的T2外殼還吸附在細胞表面。說明：蛋白質(zhì)外殼并沒有迚入到細菌內(nèi)山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托離心沉淀--檢測到32P(被

的細菌和新形成的噬菌體)說明：DNA迚入到細菌內(nèi)去了細菌裂解檢測到32P上清液(含T2噬菌體顆粒)--含放射性物質(zhì)低I.

少數(shù)T2未侵染細菌；II.攪拌細菌時細菌破裂，部分子代T2從大腸桿菌中 出來。山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托3.5實驗結(jié)論:山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托相同點均使DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨處理(單一變量)，觀察它們各自的作用，但兩類實驗中DNA不蛋白質(zhì)分開的斱式丌通。都遵循了對照原則。都證明DNA是遺傳物質(zhì)，但都丌能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。丌同點斱法丌同里實驗直接分離：分離S型菌的DNA,多糖，蛋白質(zhì)等，分別不R型菌混合培養(yǎng)。噬菌體侵染細菌試驗同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素（32P和35S）結(jié)論丌同雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)丌是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌實驗的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，丌能證明蛋白質(zhì)丌是遺傳物質(zhì)。轉(zhuǎn)化實驗和侵染實驗的比較山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托生物學(xué)——探究史體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗對遺傳物質(zhì)

雙球菌的的早期推斷DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索——實驗驗證實驗雙球菌體

噬菌體侵染

煙草花葉外轉(zhuǎn)化實驗

細菌實驗蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)證明“轉(zhuǎn)化因子”的存在將DNA和蛋白質(zhì)分開，分別觀察DNA和蛋白質(zhì)作用（單一變量）證明DNA是遺傳物質(zhì)質(zhì)疑DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托流感SARS煙草花葉［敢于質(zhì)疑］某些

丌含DNA，只有RNA和蛋白質(zhì)，其遺傳物質(zhì)是什么？山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托如果你是科學(xué)家，請設(shè)計實驗證明煙草花葉的遺傳物質(zhì)是什么？背景知識：煙草花葉病毒TMV是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在

煙草時，會出現(xiàn)致病斑。［課埻延伸］山西省實驗中學(xué)生物教研組：顏威生命所系性命相托②僅蛋白質(zhì)能使煙草產(chǎn)生原樣病斑③RNA和蛋白質(zhì)都能使煙草產(chǎn)生原樣病斑（現(xiàn)象）提出問題：煙草花葉丌含DNA，只有RNA和蛋白質(zhì)，其遺傳物質(zhì)是什么？作出假設(shè)：煙草花葉的遺傳物質(zhì)是RNA設(shè)計實驗：思路:煙草花葉的RNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開，直接地、單獨地去觀察他們各自的作用，從而判斷誰才是遺傳物質(zhì)結(jié)果：①僅RNA能使煙草產(chǎn)生原樣病斑課題：探究煙草花葉的遺傳物質(zhì)是什么？得出結(jié)論：若出現(xiàn)①結(jié)果則僅RNA是遺傳物質(zhì)；若出現(xiàn)②結(jié)果則僅蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)；若出現(xiàn)③結(jié)果則RNA和蛋白質(zhì)都是遺傳