必修②第三章第二節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》

第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

20世紀中葉，科學家發(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界激烈的爭論。討論：你認為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？問題探討作為遺傳物質(zhì)應該具備以下幾個條件：1、在細胞的生長和繁殖過程中能夠精確的復制自己；2、能儲存巨大的遺傳信息（即大分子化合物）；3、能指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝和生物的性狀；4、能在后代之間傳遞遺傳信息；5、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并能產(chǎn)生可遺傳的變異。

由于蛋白質(zhì)也是大分子化合物且結(jié)構(gòu)復雜,所以,以前人們一直認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)

對遺傳物質(zhì)的早期推測1.20世紀20年代——蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)

氨基酸的多種多樣的排列順序可能蘊含著遺傳信息2.20世紀30年代后——DNA才是遺傳物質(zhì)

DNA是由許多脫氧核苷酸聚合形成的生物大分子

實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌的實驗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)化實驗實驗探究過程1.實驗目的：研究DNA和蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)？

2.實驗材料：兩種肺炎雙球菌

多糖類莢膜R型菌粗糙，無莢膜，無毒S型菌光滑，有莢膜，有毒，可致死

一.格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡S型加熱R型活菌混合S型加熱R型活菌S型活菌肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗過程1234

為什么第四組實驗將R型活細菌和加熱殺死后的S型細菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，導致小鼠死亡？小鼠死亡S型加熱R型活菌混合思考

實驗結(jié)果格里菲思轉(zhuǎn)化實驗結(jié)果分析R型菌S型菌

轉(zhuǎn)化S型菌

后代

實驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。此實驗可以得出什么結(jié)論？

作出假設(shè)：這種轉(zhuǎn)化因子就是遺傳物質(zhì)。在殺死的S型細菌中含有哪些物質(zhì)？多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細菌但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？

在證明DNA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)計思路是什么？

必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA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質(zhì)。

假如你是當時的科學家,應該怎樣設(shè)計實驗來證明轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)”?討論:R型細菌

二、艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗（體外）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)或莢膜多糖S型菌的DNA+DNA酶

實驗過程：多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNADNA水解物

分別與R型活細菌混合培養(yǎng)RRRRR

SRS型活細菌

R

S

多數(shù)少數(shù)

DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗

DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA是轉(zhuǎn)化因子，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

DNA是遺傳物質(zhì)。

實驗結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個經(jīng)典實驗肺炎雙球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗（1）噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖T2噬菌體的遺傳物質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是DNA?

三、噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA..小資料:T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,T2噬菌體侵染細菌后,就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分,從而進行大量的繁殖.

在T2噬菌體的化學分析中,對蛋白質(zhì)和DNA的進一步分析表明:

硫僅存在于蛋白質(zhì)分子中,99%的磷都存在于DNA分子中.

（2）設(shè)計思路：

設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨地直接去觀察它們的作用。32P35S

方法：放射性同位素標記法

標記DNA

蛋白質(zhì)

標記第一步：分別標記細菌實驗步驟設(shè)計第二步：分別標記噬菌體第三步：標記的噬菌體分別侵染細菌第四步：分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論

(3)實驗過程：

細菌＋含35S的培養(yǎng)基→

含35S的細菌細菌＋含32P的培養(yǎng)基→

含32P的細菌第二步：分別標記噬菌體噬菌體＋含35S的細菌→

含35S的噬菌體噬菌體＋含32P

的細菌→

含32P的噬菌體第一步：分別標記細菌噬菌體侵染細菌的過程第三步：標記的噬菌體分別侵染細菌吸附注入合成組裝釋放噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：動畫侵入別的細菌侵入合成吸附組裝釋放吸附侵入合成組裝釋放離心離心蛋白質(zhì)含35S的噬菌體+細菌(未標記)上清液(T2噬菌體顆粒)--含放射性物質(zhì)35S沉淀被感染的細菌和新形成的噬菌體--未檢測到35S說明蛋白質(zhì)外殼并沒有進入到細菌內(nèi)離心①用放射性同位素35S標記噬菌體外殼蛋白質(zhì)②用放射性同位素32P標記內(nèi)部DNADNA含32P的噬菌體+細菌(未標記)(T2噬菌體顆粒)--未檢測到32P被感染的細菌和新形成的噬菌體中--檢測到32P說明DNA進入到細菌內(nèi)去了離心第四步：分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論實驗放射性高無放射性無放射性放射性高放射性低有放射性

蛋白質(zhì)沒有進入細菌細胞

DNA進入到細菌的細胞中

DNA才是真正的遺傳物質(zhì)

在噬菌體中,親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA,而不是蛋白質(zhì),也就是說,子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的,因此DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌的實驗表明:兩個經(jīng)典實驗比較直接分離同位素標記法S型細菌的分離物質(zhì)分別與R型細菌混合培養(yǎng)相互對照分別標記噬菌體DNA和蛋白質(zhì)的兩組實驗相互對照設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地直接研究各自不同的遺傳功能證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能有效證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)（蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)）

目前，已有充分的科學研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。DNA—主要的遺傳物質(zhì)

DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？實驗探究

煙草花葉病毒（TMV）是基本成分是蛋白質(zhì)和RNA，體內(nèi)無DNA，請設(shè)計實驗探究煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)？蛋白質(zhì)RNA分離感染煙草感染煙草實驗結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。實驗結(jié)果出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實驗結(jié)果四、生物的遺傳物質(zhì)生物種類動物植物真菌細菌和藍藻病毒DNA病毒RNA病毒遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是RNA結(jié)論：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。生物界細胞生物非細胞生物RNA病毒:艾滋病病毒(HIV逆轉(zhuǎn)錄)、流感病毒（如禽流感，豬流感，現(xiàn)稱甲型H1N1病毒，逆轉(zhuǎn)錄）、SARA（不逆轉(zhuǎn)錄）毒、登革熱病毒、甲肝病毒、煙草花葉病毒及類病毒等噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等原核生物:細菌、支原體、衣原體、藍藻、放線菌等真核生物:植物、動物、原生生物、真菌遺傳物質(zhì)是RNA遺傳物質(zhì)是DNA朊病毒:蛋白質(zhì)

小結(jié)：1、一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸2、細胞內(nèi)既有DNA，又有RNA的生物，遺傳物質(zhì)是

DNA3、在只含RNA的少數(shù)病毒（煙草花葉病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作為遺傳物質(zhì)總結(jié)：

DNA是主要的遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)作為遺傳物質(zhì)應具備的條件：2、能夠自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性3、能夠指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀4、能夠產(chǎn)生可遺傳的變異1、分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性歸納總結(jié)列表比較DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)從S型活細菌中提取的DNA、蛋白質(zhì)和多糖，分別與R型活細菌培養(yǎng)液混合培養(yǎng)僅加入DNA，才能使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型，且能遺傳。用DNA酶處理的DNA失去轉(zhuǎn)化作用DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)等物質(zhì)不是用同位素32P標記DNA，35S標記蛋白質(zhì)，來證明只有噬菌體的DNA進入細菌體內(nèi)，完成遺傳作用帶有同位素32P的DNA進入細菌內(nèi)完成遺傳作用DNA是遺傳物質(zhì)從煙草花葉病毒中提取RNA和蛋白質(zhì)，分別感染煙草只有RNA才能感染煙草RNA是遺傳物質(zhì)①設(shè)計思路都是:設(shè)法把DNA(RNA)與蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地去觀察DNA(RNA)的作用②都遵循了對照原則一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗1、格里菲思實驗（體內(nèi)）結(jié)論：S型菌具有“轉(zhuǎn)化因子”2、艾弗里實驗（體外）結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)二、噬菌體侵染細菌的實驗結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)三、煙草花葉病毒的實驗結(jié)論：RNA是遺傳物質(zhì)四、大量實驗得出DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)例：病毒的遺傳物質(zhì)是（）人的遺傳物質(zhì)是（）A、DNAB、RNAC、DNA和RNAD、DNA或RNADA1．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）A．R型肺炎雙球菌B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細菌混合D練習:2、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的原因之一是()：它的含量很少它不能自我復制C.它與新陳代謝無關(guān)

D.它的種類很多

B