生物的遺傳實驗

生物的遺傳實驗第一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三為什么這樣像？第二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第六章生物的遺傳變異第三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)一、DNA是遺傳物質(zhì)DNA作為遺傳物質(zhì)具備的條件1、分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性，但在特殊情況下又能產(chǎn)生可遺傳的變異；2、能自我復制，前后代保持一定的（連續(xù)性）；3、能指導蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的新陳代謝和性狀；4、具有存儲巨大數(shù)量遺傳信息的能力。第四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三（一）、DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)第五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌類型有莢膜肺炎雙球菌（Ｓ型）無莢膜肺炎雙球菌（Ｒ型）菌落莢膜毒性R型細菌菌落粗糙無莢膜無毒S型細菌菌落光滑有莢膜有毒第六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三2、實驗過程第七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三格林菲思實驗結(jié)論是：在第四組實驗中，已經(jīng)被殺死的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。轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)？假設(shè)1、轉(zhuǎn)化因子是DNA2、轉(zhuǎn)化因子是蛋白質(zhì)3、轉(zhuǎn)化因子是多糖4、5、……設(shè)計實驗實驗最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？是將S型活菌的DNA與多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA分離，分別與R型活細菌混合培養(yǎng)，直接、單獨地觀察它們的作用。第九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1944年美國艾弗里：實驗過程第十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三分別與R型細菌混合培養(yǎng)R型R型S型R型R型R型R型S型S型活細菌脂類DNARNA多糖蛋白質(zhì)DNA+DNA水解酶R型①②③④⑤⑥⑦⑧艾弗里實驗結(jié)論是：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，也就是說DNA是遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)第十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三用小鼠做實驗呢實驗結(jié)論：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。DNA是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)能否在自然條件下把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察DNA的作用。第十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行轉(zhuǎn)化實驗艾弗里進行了確定轉(zhuǎn)化因子的實驗3、格里菲思和艾弗里轉(zhuǎn)化實驗主要不同點轉(zhuǎn)化因子就是DNA。DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，也就是說DNA是遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)（體內(nèi)轉(zhuǎn)化）（體外轉(zhuǎn)化）轉(zhuǎn)化作用的實質(zhì)新進展轉(zhuǎn)化作用的實質(zhì)是外源DNA與受體細胞DNA之間的重組，使受體細胞獲得了新的遺傳信息。第十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三能否在自然條件下把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察DNA的作用。第十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1952年，Hershey和Chase,更有說服力的實驗證據(jù)第十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三２）噬菌體侵染細菌的實驗第十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1、實驗設(shè)計思路：3、實驗過程：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，直接地、單獨地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用2、實驗方法：放射性同位素標記法噬菌體侵染細菌的實驗第二十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三標記噬菌體方法：在分別含有放射性同位素32p和35s的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32p的噬菌體和含35s的噬菌體第二十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第二十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第二十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三2.用35S、32P標記物質(zhì)的理論基礎(chǔ)是什么？能否用14C和18O進行標記？5.實驗的結(jié)論是什么？1.該實驗用了什么方法？實驗材料是？3.如果實驗用上述方法進行，測試的結(jié)果如何？4.噬菌體在細菌體內(nèi)的增殖是在哪種物質(zhì)的作用下完成的？子代噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別是怎樣形成的？第二十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三14C3H18O15N32P35S32P35S噬菌體侵染細菌實驗方法：同位素示蹤法在什么探究中還用過此方法？實驗材料①噬菌體②大腸桿菌第二十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三熱點放射性同位素示蹤法的應(yīng)用

氨基酸→核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜→細胞外

①用32P、35S研究噬菌體侵染細菌的過程。

②研究DNA半保留復制的過程。③在基因診斷和環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。④用放射性同位素研究光合作用、細胞呼吸中元素的去向

⑤用放射性元素15N標記氨基酸，研究氨基酸在細胞內(nèi)合成分泌蛋白的場所、運輸通道、分泌過程。第二十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三赫爾希和蔡斯實驗步驟：①用32P、35S標記噬菌體②培養(yǎng)噬菌體③攪拌離心分離④放射性檢測第二十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三DNA才是真正遺傳物質(zhì)結(jié)論：（不證明主要）第二十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三DNA（32P）注入噬菌體DNA噬菌體細菌再感染細菌釋放模板子代噬菌體DNA脫氧核苷酸指導氨基酸子代噬菌體蛋白質(zhì)組裝子代噬菌體蛋白質(zhì)（35S）感染階段增殖階段成熟階段復制第二十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較1.實驗設(shè)計思路比較艾弗里試驗噬菌體侵染細菌實驗思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地直接研究它們各自不同的遺傳功能處理方式的區(qū)別直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素（32P和35S）第三十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三2.兩個實驗遵循相同的實驗設(shè)計原則（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照S肺炎雙球菌+R肺炎雙球菌DNA分解物DNA蛋白質(zhì)脂質(zhì)各種成分（2）噬菌體侵染細菌實驗中的自身對照噬菌體侵染細菌后離心上清液沉淀物被35S標記了蛋白質(zhì)放射性很高放射性很低或被32P標記了DNA放射性很低放射性很高第三十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三因蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)。（3）試驗結(jié)論比較肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌實驗結(jié)論:證明DNA是遺傳物質(zhì)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，第三十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1、艾弗里、赫爾希等人的實驗選用了結(jié)構(gòu)十分簡單的生物──細菌或病毒。以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些特點？①它們的個體很小，結(jié)構(gòu)簡單細菌是單細胞生物，病毒無細胞結(jié)構(gòu)且只有核酸和蛋白質(zhì)外殼；3）總結(jié)分析②繁殖快，便于實驗操作，且在較短的時間內(nèi)觀察到實驗結(jié)果。第三十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三DNA的分布在染色體上細胞質(zhì)內(nèi)細胞核遺傳細胞質(zhì)遺傳生物的遺傳染色體是DNA的主要載體例：紫茉莉葉色的遺傳次要載體線粒體、葉綠體細胞核內(nèi)(DNA+蛋白質(zhì))(環(huán)狀DNA)真核生物原核生物：某些病毒：環(huán)狀DNA(無染色體)DNA擬核、質(zhì)粒核衣殼藍藻細菌第三十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三2、結(jié)合格利菲思、艾弗里、赫爾希等人的實驗，分析作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備哪些特點？分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性能夠自我復制在親子代保持連續(xù)性能夠控制蛋白質(zhì)的合成從而控制新陳代謝過程和生長發(fā)育能夠產(chǎn)生可以遺傳變異第三十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三3、比較兩個經(jīng)典實驗兩者的思路基本相同充分運用了對照原則和單一變量原則把DNA和蛋白質(zhì)等其它物質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察DNA的作用。不同點相同點他們采用的方法有所不同在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中是采用直接分離法即真正將DNA和蛋白質(zhì)等其它物質(zhì)分離在噬菌體侵染細菌實驗中是采用放射性同位素標記示蹤法間接將DNA和蛋白質(zhì)分離第三十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三拓展應(yīng)用探究煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？第三十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三煙草花葉病毒不含DNA，只有RNA和蛋白質(zhì)，其遺傳物質(zhì)是什么？煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA思路:煙草花葉病毒的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)①僅RNA能使煙草產(chǎn)生原樣病斑

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)都是遺傳物質(zhì)預測結(jié)果：（現(xiàn)象）提出問題：作出假設(shè)：設(shè)計實驗：課題：探究煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？得出結(jié)論：第三十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三如果你是科學家，請設(shè)計實驗證明煙草花葉病毒的遺傳物質(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，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。［課堂延伸］第三十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三煙草花葉病毒侵染實驗（二）RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)：感染提純感染提純第四十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三重組病毒拆開病毒提純感染感染提純第四十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。此實驗的結(jié)論是第四十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸含有DNA和RNA的生物（真核生物和原核生物）遺傳物質(zhì)是DNARNA不是遺傳物質(zhì)在表達遺傳信息過程中起作用只含有DNA的生物（DNA病毒）遺傳物質(zhì)是DNA只含有RNA的生物（RNA病毒）遺傳物質(zhì)是RNA。綜上所述，除RNA病毒外，其它（絕大多數(shù)）生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。第四十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三1、赫爾希通過T2噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，實驗包括4個步驟；①培養(yǎng)噬菌體，②35s和32P標記噬菌體，③放射性檢測，④離心分離。實驗步驟的先后順序為：A．①②④③B．④②①③

c．②①④③D．②①③④2、用35P標記了玉米體細胞（含20條染色體）的DNA分子雙鏈，再將這些細胞轉(zhuǎn)入不含35P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細胞分裂的中期、后期，一個細胞中的染色體總條數(shù)和被35P標記的染色體條數(shù)分別是A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10課堂練習第四十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三3、用一個32P標記的噬菌體侵染細菌。若該細菌解體后釋放出32個大小、形狀一樣的噬菌體,則其中含有32P的噬菌體有A.0個B.2個C.30個D.32個第四十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三（2）實驗2：用35S和32P分別標記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA后，侵染未被標記的細菌，得到的子一代噬菌體的性狀與親代相似，而且只檢測到32P．由此可以推測DNA是噬菌體的_______物質(zhì)．DNA蛋白質(zhì)遺傳4、以下是科學家在研究生物體的遺傳和變異時做過的一些實驗．根據(jù)實驗分析回答：（1）實驗l：檢測豌豆染色體的組成成分，得到下列數(shù)(％)：DNA含36.5，RNA含9.6，蛋白質(zhì)含47.9，類脂和鈣等含6.0．由此可以推知組成染色體的主要成分是___________和___________．第四十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三證明某性狀遺傳方式是細胞質(zhì)遺傳某小鼠癌細胞具有氯霉素抗性有氯霉素抗性的小鼠癌細胞無氯霉素抗性的小鼠體細胞去核后的小鼠癌細胞體細胞核重組細胞含氯霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)重組細胞有抗性無抗性氯霉素抗性為細胞質(zhì)遺傳氯霉素抗性為細胞核遺傳核移植活死第四十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三雌體雄體卵細胞精子減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精作用2n2n2nnn2n親代子代有絲分裂第四十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三通過以上圖示你獲得了什么信息？DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)有性生殖過程中，親子代間染色體保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。從染色體組成看中的DNA含量多并數(shù)量穩(wěn)定染色體是主要載體第四十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三染色體專題3.1班講了第五十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三染色體概念化學特性化學組成形態(tài)染色質(zhì)染色體觀察最佳時期有絲分裂中期位置行為變化：復制間期著絲點分裂后期第五十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三染色體聯(lián)會四分體交叉互換分離基因重組基因分離基因自由組合與DNA關(guān)系種類根據(jù)來源根據(jù)性質(zhì)同源染色體性染色體常染色體非同源染色體自由組合主要載體數(shù)量不存在成對同源染色體的細胞有？第五十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三染色體數(shù)目同一物種體細胞數(shù)目是穩(wěn)定的有絲分裂變化規(guī)律母細胞子細胞減數(shù)分裂＋受精作用受精卵原始生殖細胞生殖細胞（親代）（子代）與正常體細胞相比單倍體多倍體2NN特點：2N2N2N無性生殖有性生殖染色體組異常第五十三頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第五十四頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三親代噬菌體寄主細胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論３２Ｐ標記ＤＮＡ３５Ｓ標記蛋白質(zhì)無３５Ｓ標記蛋白質(zhì)３２Ｐ有標記ＤＮＡＤＮＡ分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)有３２Ｐ標記ＤＮＡ外殼蛋白質(zhì)無３５Ｓ標記第五十五頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第五十六頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三被35S標記的噬菌體被35S標記的噬菌體的混合液攪拌器離心后上清液的放射性很高在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S離心沉淀物的放射性很低第五十七頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三被32P標記的噬菌體被32P標記的噬菌體與細菌混合攪拌器離心離心后上清液的放射性很低在新形成的噬菌體中檢測到32P沉淀物的放射性很高第五十八頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三成分分離后的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗第五十九頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第六十頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第六十一頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三第六十二頁，共六十七頁，編輯于2023年，星期三我們首先搞清幾個概念遺傳：變異：性狀：生物體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能等方面穩(wěn)定的特征。親代與子代性狀相似。親代與子代之間、子代個體之間性狀的差異。第六十三頁，共六十