DNA是主要的遺傳物質(zhì)白慧涓

DNA是主要的遺傳物質(zhì)白慧涓第1頁(yè)/共53頁(yè)蛋白質(zhì)ＤＮＡ染色體蛋白質(zhì)DNA遺傳物質(zhì)究竟是DNA，還是蛋白質(zhì)？第2頁(yè)/共53頁(yè)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)染色體=蛋白質(zhì)+DNA遺傳因子=基因

基因在染色體上

討論：①你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點(diǎn)？②你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？第3頁(yè)/共53頁(yè)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)（1）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性（傳遞）；（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程（表達(dá)）；（3）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力（儲(chǔ)存）；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代（改變）。

第4頁(yè)/共53頁(yè)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)在50年代后期當(dāng)遺傳學(xué)界普遍認(rèn)可DNA是遺傳物質(zhì)這個(gè)觀點(diǎn)時(shí)，年邁的埃弗里已溘然長(zhǎng)逝。究竟埃弗里如何得出“DNA是遺傳物質(zhì)”的結(jié)論的呢？艾弗里AVERY于1944年關(guān)于DNA攜帶遺傳信息的發(fā)現(xiàn)代表了遺傳學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要的成就，他沒能得到諾貝爾獎(jiǎng)是很遺憾的。第5頁(yè)/共53頁(yè)R型菌（無多糖莢膜、菌落粗糙、無毒性）S型菌（多糖莢膜、菌落光滑、有毒性、可致小老鼠患敗血癥死亡）肺炎雙球菌二、格里菲斯的肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)S型菌落(光滑)R型菌落(粗糙)第6頁(yè)/共53頁(yè)小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡且活SS型加熱R型活菌混合加熱殺死的S菌R型活菌S型活菌實(shí)驗(yàn)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體內(nèi)）實(shí)驗(yàn)1234第7頁(yè)/共53頁(yè)肺炎雙球菌內(nèi)有DNA、蛋白質(zhì)、多糖等化學(xué)成分，到底哪種成分是轉(zhuǎn)化因子呢？新問題可以遺傳的R型活菌+加熱殺死S型菌S型活菌+R型活菌加熱殺死的S型菌含有促成轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷是DNA、蛋白質(zhì)還是多糖是遺傳物質(zhì)？第8頁(yè)/共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)二、1944年美國(guó)科學(xué)家艾弗里肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化（體外）實(shí)驗(yàn)R型細(xì)菌DNA純度越高轉(zhuǎn)化效率越高。設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地.直接地去觀察它們的作用。以上成功之處，把幾中成分分離后獨(dú)立1．科學(xué)的結(jié)論來自于科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，同樣也來自于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確說明。提出問題——講述研究的過程和方法——得出結(jié)論——提出新問題——講述新的研究過程和方法——得出新結(jié)論”任何一項(xiàng)科學(xué)成就，都是一個(gè)“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”的過程S型細(xì)菌第9頁(yè)/共53頁(yè)艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)1944

第10頁(yè)/共53頁(yè)轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。DNA純度不夠，是否是0.02%的蛋白質(zhì)在起傳作用呢。那我們能否找到更好地實(shí)驗(yàn)材料，不需要人為地提純、分離就能將其中的物質(zhì)分離開呢？這種材料必須具備什么特點(diǎn)？第11頁(yè)/共53頁(yè)噬菌體的模式圖三、T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

1952年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料噬菌體：是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒。第12頁(yè)/共53頁(yè)T2噬菌體（一種專門吸附在大腸桿菌上的病毒）放大25000倍

第13頁(yè)/共53頁(yè)噬菌體的模式圖三、T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

同位素示蹤法1952年，赫爾希和蔡斯利用大腸桿菌T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料60%40%C、H、O、N、P（標(biāo)記32p）C、H、O、N、S（標(biāo)記35s

）增殖特點(diǎn)：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分，進(jìn)行增殖。第14頁(yè)/共53頁(yè)第15頁(yè)/共53頁(yè)親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體32P標(biāo)記DNA無32P標(biāo)記DNADNA有32P標(biāo)記35S標(biāo)記蛋白質(zhì)無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)無35SDNA分子在親子代之間具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，ＤＮＡ進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的ＤＮＡ傳遞的．ＤＮＡ才是真正的遺傳物質(zhì)．第16頁(yè)/共53頁(yè)噬菌體侵染細(xì)菌的過程第17頁(yè)/共53頁(yè)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.培養(yǎng)細(xì)菌在分別含有放射性同位素32p和35s的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌。2.培養(yǎng)T2噬菌體分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32p的噬菌體和含35s的噬菌體。3.感染分別用含32p的噬菌體和含35s的噬菌體去感染未被標(biāo)記的大腸桿菌。第18頁(yè)/共53頁(yè)第19頁(yè)/共53頁(yè)第20頁(yè)/共53頁(yè)小結(jié)1.格里菲思肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)存在轉(zhuǎn)化因子

2.艾弗里肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子實(shí)驗(yàn)DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

3.赫爾希和蔡斯T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)DNA是遺傳物質(zhì)

4.有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)第21頁(yè)/共53頁(yè)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)第22頁(yè)/共53頁(yè)練習(xí)1.1944年，美國(guó)科學(xué)家艾弗里等人的研究工作表明，導(dǎo)致R型細(xì)菌（無毒性）轉(zhuǎn)化成為S型細(xì)菌（有毒性）的主要因素是

A.S型細(xì)菌的DNA水解酶

B.S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)C.R型細(xì)菌的水解酶和S型細(xì)菌的DNAD.S型細(xì)菌的DNAＤ第23頁(yè)/共53頁(yè)2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明

（

）

A.DNA是主要的遺傳物質(zhì)

B.噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNAC.所有生物的遺傳物質(zhì)是DNAD.噬菌體的成份是DNA和蛋白質(zhì)Ｂ第24頁(yè)/共53頁(yè)3.肺炎雙球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則沒有。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌B．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌C．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA，能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌D．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能夠產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌D第25頁(yè)/共53頁(yè)

4.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，如果用32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼，結(jié)果復(fù)制出來的子代噬菌體

（）A.不含35S，一部分含

32PB.不含32P，部分含35SC.含32P和35D.不含35S,全部含32PＡ第26頁(yè)/共53頁(yè)

5.如果用32P、35S分別標(biāo)記噬菌體的的DNA和蛋白質(zhì)外殼，當(dāng)他侵染到細(xì)菌體內(nèi)后，經(jīng)多次復(fù)制，所釋放出來的子代噬菌體絕大部分（）A.不含32PB.含32PC.不含32P和35SD.含32P和35SA第27頁(yè)/共53頁(yè)RNA也是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)四：煙草花葉病毒感染(TMV)實(shí)驗(yàn)四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒（TMV）被病毒感染的煙草葉片第28頁(yè)/共53頁(yè)格里菲思轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程第29頁(yè)/共53頁(yè)再見第30頁(yè)/共53頁(yè)DNA是主要的遺傳物質(zhì)思考與討論科學(xué)與技術(shù)

1.艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單的生物——細(xì)菌或病毒。以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？

2.雖然艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)方法不同，但實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路卻有共同之處。思考一下，他們最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？

3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？這對(duì)于你認(rèn)識(shí)科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？第31頁(yè)/共53頁(yè)課堂總結(jié)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)第32頁(yè)/共53頁(yè)（1）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性（傳遞）；（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程（表達(dá)）；（3）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力（儲(chǔ)存）；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代（改變）。

作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下4個(gè)條件：組成蛋白質(zhì)的主要氨基酸約有20種。由于氨基酸的種類和數(shù)量不同，排列順序不同，可以組成無數(shù)種蛋白質(zhì)，這一點(diǎn)符合上述的第三個(gè)條件。蛋白質(zhì)（特別是酶）能夠控制生物的性狀和代謝，這一點(diǎn)符合第二個(gè)條件。但是蛋白質(zhì)不能進(jìn)行自我復(fù)制，而且它在染色體中的含量往往是不固定的，分子結(jié)構(gòu)也不穩(wěn)定；它也不能遺傳給后代，所以蛋白質(zhì)不可能是遺傳物質(zhì)。科學(xué)研究已經(jīng)充分證明，核酸具備上述4個(gè)條件，所以核酸才是生物體的遺傳物質(zhì)。核酸又分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。第33頁(yè)/共53頁(yè)“在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，為什么加熱殺死的S型細(xì)菌還能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌？”蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80~100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將會(huì)失活，DNA雙鏈將解開；當(dāng)溫度降至55℃左右時(shí)，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性卻不能恢復(fù)。第34頁(yè)/共53頁(yè)有關(guān)實(shí)驗(yàn)及結(jié)論：（1）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)──轉(zhuǎn)化因子是什么？（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)──遺傳物質(zhì)是什么？（3）煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)──進(jìn)一步明確遺傳物質(zhì)是什么。得出以下結(jié)論：（1）DNA是轉(zhuǎn)化因子，是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是。（因?yàn)榘ダ锛捌渫聦?duì)S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行了提純和鑒定，他們將提純的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分別加入到培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA，R型細(xì)胞才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。）（2）遺傳物質(zhì)是DNA。（因?yàn)镈NA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制，并復(fù)制合成自身的蛋白質(zhì)。所以在子代噬菌體內(nèi)，沒有親代噬菌體內(nèi)蛋白質(zhì)被標(biāo)記的元素。）（3）RNA也可以是遺傳物質(zhì)。從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：（1）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA；（2）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是主要的遺傳物質(zhì)；（3）染色體是DNA的主要載體；（4）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息。第35頁(yè)/共53頁(yè)1997年，諾貝爾生理醫(yī)學(xué)將授予了美國(guó)生命科學(xué)家普魯西納，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了一種全新的致病因子——朊病毒（瘋牛病病毒）。發(fā)現(xiàn)不管用DNA酶、RNA酶處理該致病因子，感染組織遭破壞后仍然保留感染性。由此推斷其化學(xué)本質(zhì)不可能是________。DNA或RNA資料一第36頁(yè)/共53頁(yè)敗血癥:是病菌侵入血流循環(huán)而發(fā)生的全身性感染。細(xì)菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒癥狀，致病菌可隨血流到各器官組織造成遷徙性病灶。

（1）臨床表現(xiàn)：寒戰(zhàn)、高熱、頭痛、嘔吐、呼吸加快、心率增速等；嚴(yán)重者出現(xiàn)神志改變或感染性休克；肝脾腫大，以瘀點(diǎn)為主的皮疹，大關(guān)節(jié)疼痛或紅腫。病程長(zhǎng)者常發(fā)生遷徙性病灶或膿腫，少數(shù)可有黃疸。

（2）實(shí)驗(yàn)室檢查：血白細(xì)胞計(jì)中粒細(xì)胞比例增多，血培養(yǎng)有致病菌生長(zhǎng)。

小資料第37頁(yè)/共53頁(yè)艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

第38頁(yè)/共53頁(yè)艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

第39頁(yè)/共53頁(yè)艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

第40頁(yè)/共53頁(yè)結(jié)論：

DNA是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)

DNA是遺傳物質(zhì)

蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)第41頁(yè)/共53頁(yè)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)病斑不出現(xiàn)病斑實(shí)驗(yàn)結(jié)果第42頁(yè)/共53頁(yè)三、生物的遺傳物質(zhì)生物種類動(dòng)物植物細(xì)菌真菌病毒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)。