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2VIP

3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)Anearlyguessofgeneticmaterial薩頓：類比——推理法假說(shuō)：基因在染色體上基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系摩爾根：假說(shuō)——演繹法證明：基因在染色體上呈線性排列對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)Anearlyguessofgeneticmaterial對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)AnearlyguessofgeneticmaterialDNA蛋白質(zhì)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)Anearlyguessofgeneticmaterial20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子氨基酸的種類氨基酸的數(shù)目氨基酸的排列順序肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)Anearlyguessofgeneticmaterial20世紀(jì)30年代：DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子“蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)”仍占主導(dǎo)地位艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯“我們表示懷疑！”格里菲思—體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae實(shí)驗(yàn)材料：菌體特點(diǎn)菌落特點(diǎn)致病性（動(dòng)物實(shí)驗(yàn)）

無(wú)致病性有致病性無(wú)莢膜有莢膜粗糙Rough光滑Smooth小鼠、R型和S型肺炎鏈球菌莢膜的化學(xué)本質(zhì)是_______多糖格里菲思—1928年體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

S型細(xì)菌

R型細(xì)菌肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae小鼠不死亡小鼠死亡注射R型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌對(duì)比第一、二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什么？R型活細(xì)菌不會(huì)使小鼠死亡S型活細(xì)菌可使小鼠死亡第一組第二組肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae小鼠不死亡注射R型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌注射加熱至死的S型細(xì)菌小鼠不死亡小鼠死亡第一組第二組第三組對(duì)比第二、三組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？加熱至死的S型細(xì)菌不會(huì)使小鼠患病死亡肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae注射R型活細(xì)菌注射S型活細(xì)菌注射加熱至死的S型細(xì)菌將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后注射小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡第一組第二組第三組小鼠死亡第四組肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae從第四組實(shí)驗(yàn)的小鼠尸體中分離出的有致病性的S型活細(xì)菌，其后代也是有致病性的S型細(xì)菌第四組小鼠為什么會(huì)死亡？在體內(nèi)分離得到的S型細(xì)菌從何而來(lái)？R型細(xì)菌加熱至死的S型細(xì)菌R型細(xì)菌+S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化因子這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae

R型菌

S型菌

轉(zhuǎn)化因子S型菌

后代多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細(xì)菌“誰(shuí)在轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中起作用”“轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)”艾弗里—體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae

R型菌

S型菌

轉(zhuǎn)化因子S型菌

后代多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細(xì)菌肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如在“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，利用了“加法原理”；與常態(tài)相比，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，這利用了“減法原理”。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中控制自變量，可以采用“加法或減法原理”；自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。艾弗里—20世紀(jì)40年代體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)蛋白酶肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae基因重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的本質(zhì)：S型細(xì)菌莢膜控制莢膜形成的X基因加熱殺死被破壞的S型細(xì)菌X基因吸附在R型細(xì)菌表面X基因進(jìn)入R型細(xì)菌重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌注意：只是少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)Transformationexperimentofdiplococcuspneumoniae

體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)場(chǎng)所巧妙構(gòu)思實(shí)驗(yàn)結(jié)論體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)區(qū)別小鼠體內(nèi)培養(yǎng)基將R型與加熱殺死的S型注入小鼠體內(nèi)作為對(duì)照來(lái)說(shuō)明確實(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化將物質(zhì)分離提純后，直接單獨(dú)的觀察各物質(zhì)的作用存在某種轉(zhuǎn)化因子讓R→SDNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria

1952年，赫爾希和他的助手蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，完成了另一個(gè)有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria1.實(shí)驗(yàn)材料T2噬菌體DNA蛋白質(zhì)T2噬菌體是一種專門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria

T2噬菌體侵染大腸桿菌后(圖3-5)，就會(huì)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(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。脫氧核苷酸、氨基酸、酶、能量等吸附注入合成組裝釋放噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria1.實(shí)驗(yàn)材料DNAC、H、O、N、

P蛋白質(zhì)放射性同位素標(biāo)記32PC、H、O、N、

S35S噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria分別用35S或32P標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合32P標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體：①赫爾希和蔡斯首先在分別含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記或DNA含有32P標(biāo)記的噬菌體。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria分別用35S或32P標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌32P標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體短時(shí)間保溫?cái)嚢韬箅x心攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria分別用35S或32P標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性32P標(biāo)記的噬菌體35S標(biāo)記的噬菌體：上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。子代噬菌體中無(wú)35S上清液放射性很低，沉淀物放射性很高。子代噬菌體中含32P噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)2）細(xì)菌裂解釋放的噬菌體中，可以檢測(cè)到32P標(biāo)記的DNA，但卻不能檢測(cè)到

35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果1）用35S標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中。說(shuō)明噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)能不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？艾弗里赫爾希格里菲思蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)Experimentofbacteriophageinfectionofbacteria用35S標(biāo)記噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，離心時(shí)隨細(xì)菌到沉淀物中。32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體還未侵染細(xì)菌；培養(yǎng)（保溫）時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。作為遺傳物質(zhì)所必須具備的特點(diǎn)：1、在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地自我復(fù)制，使得前后代具有一定的連續(xù)性；2、能夠指導(dǎo)蛋白