DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件用.ppt

1、人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程,是主要的遺傳物質(zhì),科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)：,蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸 氨基酸多種多樣的排列可能蘊(yùn)含遺傳信息 蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì),挑戰(zhàn),？,背景知識(shí),兩種肺炎雙球菌,R型菌 菌落:粗糙 無(wú)莢膜，無(wú)毒,S型菌 菌落:光滑(Smooth) 有莢膜，有毒，可致死,(Rough),1.將無(wú)毒性的R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。,2.將有毒性S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡。,3.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。,4.將無(wú)毒性R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合 后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。,一、格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),？,

2、已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)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,格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么?,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,“轉(zhuǎn)化因子”是什么？,在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？,必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開(kāi)，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰(shuí)是遺傳物質(zhì)。,多糖 脂類(lèi) 蛋白質(zhì) RNA DNA,加熱殺死的S型細(xì)菌,在殺死的S型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)？,尋找轉(zhuǎn)化因子：,但究竟哪一個(gè)才是轉(zhuǎn)化因子呢？,二、 艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn),R型細(xì)菌,R型細(xì)菌,只長(zhǎng)R型菌,只長(zhǎng)R型菌,R型細(xì)菌,S型菌,R型細(xì)菌,S型菌的 DNA+DNA酶,實(shí)驗(yàn)過(guò)程：,實(shí)驗(yàn)過(guò)程：,多糖

3、脂類(lèi) 蛋白質(zhì) RNA DNA DNA+DNA酶,分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),R R R R R S R,S型活細(xì)菌,R S,多數(shù),少數(shù),二、艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn) 1944年,DNA,“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì),DNA純度越高，轉(zhuǎn)化越有效,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。（糾正了一個(gè)生物界的錯(cuò)誤的普遍共識(shí)）,這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論足以讓所有科學(xué)家信服嗎？,思考：,1、加入DNA酶的組意圖何在？,2、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能得出什么結(jié)論？,艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，

4、仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。,有沒(méi)有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料？,1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了另一個(gè)更具有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn).,思維碰撞,實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體、大腸桿菌,噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖,三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),T2噬菌體中 60%是蛋白質(zhì), 40%是DNA.,T2 噬菌體的特點(diǎn), 是一種專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒 頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有DNA 在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下進(jìn)行繁殖,原料來(lái)自大腸桿菌 子代噬菌體從宿主細(xì)胞裂解釋放。,噬菌體,大腸桿菌,噬菌體侵染細(xì)菌的動(dòng)態(tài)過(guò)程：,侵入別的細(xì)菌,合成,組裝,釋放,吸附,動(dòng)畫(huà),首先，噬

5、菌體的尾端吸附在細(xì)菌的表面,侵入,然后， 噬菌體通過(guò)尾軸把DNA全部注進(jìn)細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)菌體外，不起作用。,噬菌體的 DNA 在細(xì)菌體內(nèi)，使細(xì)胞本身的 DNA 解體，同時(shí)利用細(xì)菌的化學(xué)成分合成噬菌體自身的 DNA和蛋白質(zhì)，,這些新合成的 DNA 和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個(gè)與親代一模一樣的子代噬菌體。,最后，這些噬菌體由于細(xì)菌的解體而被釋放出來(lái)，再去侵染其他的細(xì)菌。,1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：,3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：,把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開(kāi)，直接地、單獨(dú)地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用,(1)標(biāo)記細(xì)菌,大腸桿菌+含35S的培養(yǎng)基 大腸桿菌+含32P的培養(yǎng)基,含35S的大腸桿菌,含32P的大腸桿菌,(2)標(biāo)

6、記噬菌體,噬菌體+含35S的大腸桿菌 噬菌體+含32P的大腸桿菌,含35S的噬菌體 含32P的噬菌體,(3)噬菌體侵染細(xì)菌,含35S的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌 含32P的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌,2、實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法,三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程,標(biāo)記細(xì)菌,標(biāo)記噬菌體,噬菌體侵染細(xì)菌（短時(shí)間保溫）,攪拌離心,觀察放射性的分布,“短時(shí)間”：保證子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)在大腸桿菌中正處于合成階段，子代噬菌體還沒(méi)有組裝好，或雖已經(jīng)組裝但并未使細(xì)菌發(fā)生裂解,“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。,攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離,離心的目的

7、：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。,內(nèi)部DNA不存在了的噬菌體外殼,噬菌體比大腸桿菌輕,4、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果：,上清液： 沉淀物：,噬菌體,細(xì)菌,(外殼),(被注入的DNA),蛋白質(zhì),DNA,有放射性,無(wú),無(wú),有放射性,上清液“放射性很高” 沉淀物“放射性很高”？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分離不完全 (噬菌體蛋白質(zhì)外殼),釋放出來(lái)的、未侵染的噬菌體,/釋放的/未侵染的),DNA 是遺傳物質(zhì),DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？,流感病毒,SARS病毒,煙草花葉病毒,下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？,敢于質(zhì)疑,如果你是科學(xué)家，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明

8、煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？,背景知識(shí)：煙草花葉病毒TMV是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在感染煙草時(shí)，會(huì)出現(xiàn)致病斑。,課堂延伸,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(kāi)，直接地、單獨(dú)地去觀察他們各自的作用，從而判斷誰(shuí)才是遺傳物質(zhì),僅RNA能使煙草產(chǎn)生原樣病斑僅蛋白質(zhì)能使煙草產(chǎn)生原樣病斑RNA和蛋白質(zhì)都能使煙草產(chǎn)生原樣病斑,若出現(xiàn)結(jié)果則僅RNA是遺傳物質(zhì)； 若出現(xiàn)結(jié)果則僅蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)； 若出現(xiàn)結(jié)果則RNA和蛋白質(zhì)都是遺傳物質(zhì),預(yù)測(cè)結(jié)果： （現(xiàn)象）,提出問(wèn)題：,作出假設(shè)：,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：,課題：探究煙草花

9、葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？,得出結(jié)論：,實(shí)驗(yàn)探究,結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),分離,分離,重組,重組,感染,新的病毒,產(chǎn)生 哪種 病毒？,RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,四、煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn),細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物,原核生物 真核生物,遺傳物質(zhì)是DNA,非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物,遺傳物質(zhì)是RNA,只含DNA的病毒： 只含RNA的病毒：,生物,總結(jié),4、由于大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。但肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì)。,3、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)。,2、凡是具有細(xì)胞結(jié)

10、構(gòu)的生物，既有DNA，又有RNA，遺傳物質(zhì)是DNA,1、一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸,4、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，在細(xì)菌內(nèi)合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼DNA可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。,1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，對(duì)S菌加熱處理，DNA仍具有生物活性DNA分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性。,2、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型細(xì)菌可以轉(zhuǎn)化生成S型細(xì)菌DNA可以發(fā)生可遺傳的變異。,3、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，DNA在親代與子代噬菌體中具有連續(xù)性DNA可以發(fā)生復(fù)制，由親代傳遞給子代。,能產(chǎn)生可遺傳變異,具有相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),能自我復(fù)制,使親子代具有一定的連續(xù)性,能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀,作為遺傳物質(zhì)所必須具備的特點(diǎn):,

11、能貯存大量的遺傳信息,選擇題,1、關(guān)于病毒的遺傳物質(zhì)的敘述正確的是,( ),A.,核糖核酸,B.,脫氧核糖核酸或核糖核酸,C.,脫氧核糖核酸,D.,脫氧核糖核酸和核糖核酸,B,2.生物的遺傳物質(zhì)是：( ) A.DNA B.RNA C.核酸 D. 蛋白質(zhì),C,3注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（ ） AR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(xì)菌混合,D,4、用噬菌體去侵染內(nèi)含有32P的細(xì)菌，在細(xì)菌解體后含32P的應(yīng)是( ) A、子代噬菌體DNA B、子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼 C、子代噬菌體所有部分 D、子代噬菌體不含32P,

12、5、用噬菌體去感染內(nèi)含大量3H的細(xì)菌，待細(xì)菌解體后，3H應(yīng)( ) A、隨細(xì)菌的解體而消失 B、發(fā)現(xiàn)于噬菌體外殼和DNA中 C、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA中 D、僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中,A,B,6、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是( ) A.在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的 B.在細(xì)菌DNA的指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的 C.在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的 D.在細(xì)菌DNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的,【解析】 當(dāng)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，注入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的只有噬菌體DNA，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA都是在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，用細(xì)菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。 【答案】 A,7、某科學(xué)家做“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”時(shí)，分別用同位素32P和35S做了標(biāo)記(見(jiàn)下表)： 此實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細(xì)菌的特性均相同。請(qǐng)分析： (1)子噬菌體的DNA分子中含有的上述元素是 ； (2)子噬菌體的蛋白質(zhì)分子中含有的上述元素是 ； (3)此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了 。,【答案】(1)32P、31P (2)35S (3)DNA是遺傳物質(zhì),肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià),1、遵循了嚴(yán)格的對(duì)照原則和單因子變量原