2.3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

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。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。討論：你認(rèn)為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點(diǎn)？要想說明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)，你認(rèn)為可以采用哪些方法？問題探討新遺傳物質(zhì)賦予新的性狀表現(xiàn)遺傳物質(zhì)從親代傳遞到子代早期推測蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，這是因?yàn)椋旱鞍踪|(zhì)中氨基酸多種多樣的排列順序，可以代表豐富的信息對(duì)DNA結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不足2.3.1.1對(duì)遺傳物質(zhì)的早期猜測列文：DNA是鏈狀的四核苷酸重復(fù)S型肺炎鏈球菌有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑。R型肺炎鏈球菌缺乏多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙。R型細(xì)菌感染人或動(dòng)物時(shí)，容易被吞噬細(xì)胞吞噬并殺死，因此R型細(xì)菌不具有致病性。S型細(xì)菌的莢膜可以抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主細(xì)胞內(nèi)生活并繁殖，因此具有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡。S型細(xì)菌R型細(xì)菌1.注入活的S型細(xì)菌3.注入加熱殺死的S型細(xì)菌4.注入加熱殺死的S型細(xì)菌＋活的R型細(xì)菌分離出S型細(xì)菌格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2.注入活的R型細(xì)菌問題：小鼠體內(nèi)的S型細(xì)菌如何產(chǎn)生的？假說：加熱殺死S型肺炎鏈球菌時(shí)，部分細(xì)菌形成芽孢，注入小鼠體內(nèi)后，芽孢恢復(fù)生理活性，導(dǎo)致小鼠患病死亡。實(shí)驗(yàn)處理預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)注入加熱殺死的Ⅱ型肺炎鏈球菌（S）＋活的Ⅰ型肺炎鏈球菌（R）檢測死亡小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎鏈球菌的類型Ⅱ型肺炎鏈球菌（S）Ⅰ型肺炎鏈球菌（S）新假說：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。轉(zhuǎn)化必須在活生物體內(nèi)才能發(fā)生嗎？體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)失敗1931年Dawson的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)成功轉(zhuǎn)化需要在小鼠體內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)否定轉(zhuǎn)化不需要依賴小鼠，而是源自加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子進(jìn)一步追問：怎樣從加熱殺死的X型細(xì)菌中純化轉(zhuǎn)化因子呢？道森和艾弗里同一個(gè)地方工作艾弗里（OswaldAvery）是一位免疫學(xué)家，但其最重要的科學(xué)貢獻(xiàn)卻是在遺傳學(xué)方面。因?yàn)槠涿庖邔W(xué)專業(yè)背景，艾弗里對(duì)物質(zhì)純化有著近乎狂熱的執(zhí)著。加熱殺死的S型細(xì)菌提取液＋活的R型細(xì)菌，體外轉(zhuǎn)化測試R型＋S型R型＋S型R型＋S型……R型＋S型初純化的轉(zhuǎn)化因子進(jìn)一步追問：純化的轉(zhuǎn)化因子是哪一種或者哪一類物質(zhì)？去除莢膜多糖+酶去除蛋白質(zhì)＋氯仿艾弗里等的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——純化初純化的轉(zhuǎn)化因子鑒定＋蛋白酶＋RNA酶＋酯酶＋DNA酶加入活的R型細(xì)菌，進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化測試R型＋S型R型＋S型R型＋S型R型酶學(xué)分析元素分析特定檢測試劑鑒定……鑒定分析表明：轉(zhuǎn)化因子是DNA艾弗里等的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——鑒定格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定性遺傳變化的物質(zhì)基礎(chǔ)，DNA就是轉(zhuǎn)化因子2.3.1.2肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體小組（核心成員德爾布魯克、盧里亞和赫爾希）對(duì)于艾弗里采用的生化分析有著深入到骨髓中的排斥，他們對(duì)艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表示懷疑。一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)促使了噬菌體小組中的赫爾希和蔡斯將研究關(guān)注于噬菌體的遺傳物質(zhì)。噬菌體是一類感染細(xì)菌的病毒。噬菌體的類型很多，有些噬菌體含有DNA（雙鏈或單鏈均有），也有些噬菌體含有RNA。T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌體內(nèi)，含有雙鏈的DNA。說明：實(shí)驗(yàn)前，赫爾希和蔡斯知道噬菌體由DNA和蛋白質(zhì)組成，但是并不知道噬菌體不同結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成。DNA蛋白質(zhì)頭部尾部攪拌離心攪拌使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離離心可以使噬菌體存在上清液中，大腸桿菌存在沉淀中能吸附大腸桿菌但不能產(chǎn)生子代噬菌體釋放出子代噬菌體空殼噬菌體（失去遺傳物質(zhì)）噬菌體侵染大腸桿菌大腸桿菌（含噬菌體遺傳物質(zhì)）什么物質(zhì)進(jìn)入了大腸桿菌體內(nèi)？DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？放射性核素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進(jìn)行放射性標(biāo)記32P（35S）標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心并檢測上清液和沉淀的放射性檢測子代噬菌體的放射性實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：將大腸桿菌培養(yǎng)在32P（35S）的培養(yǎng)基中獲得32P（35S）標(biāo)記的大腸桿菌，再用32P（35S）標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體獲得32P（35S）標(biāo)記的T2噬菌體。說明：控制侵染時(shí)間，確保噬菌體有足夠時(shí)間將遺傳物質(zhì)注入大腸桿菌；侵染時(shí)間又不能過長，確保未生成子代噬菌體。實(shí)驗(yàn)組別蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果DNA是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果子代噬菌體放射性情況32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)35S進(jìn)入沉淀中32P進(jìn)入沉淀中32P主要在沉淀中35S主要在上清液中檢測到未檢測到2.3.1.3噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)表明：DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是模擬題提示：有些模擬題堅(jiān)持認(rèn)為：蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，無法觀察蛋白質(zhì)的作用，因此不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。實(shí)際上，空殼噬菌體的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明：空殼噬菌體能完成吸附，但不能進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，也不能指導(dǎo)產(chǎn)生子代噬菌體。因此，空殼噬菌體（蛋白質(zhì)）不能作為遺傳物質(zhì)。RNAA品系B品系蛋白質(zhì)RNA病毒以RNA為遺傳物質(zhì)格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化因子是什么加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)DNA