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1、孟德尔通过孟德尔通过豌豆实验证豌豆实验证明了生物的明了生物的性状是由性状是由 控制。控制。染色体染色体摩尔根通过摩尔根通过果蝇实验证果蝇实验证明：基因位明：基因位于于 上。上。蛋白质和蛋白质和DNADNA科学家发现：科学家发现：染色体主要组染色体主要组成成分：成成分： 。遗传因子遗传因子谁是遗传谁是遗传物质物质问题探讨问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和主要是由蛋白质和DNA组成的。组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。物学界激烈的争论。1、遗传物质可
2、能具有什么特点？、遗传物质可能具有什么特点？遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，传递给下一代等。息，可以准确地复制，传递给下一代等。2、证明某一种物质是遗传物质的可行方法、证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？有哪些？同位素标记法、分离提纯法、病毒同位素标记法、分离提纯法、病毒重组法重组法 等。等。 一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 蛋白质蛋白质(氨基酸氨基酸)多种多样：多种多样：遗传物质遗传物质 20世纪世纪20年代：蛋白质是生物的遗传物质年代：蛋白质是生物的遗传物质 染色体染色体 DNA（结构不清楚）：（结构不
3、清楚）：？ DNA基本单位脱氧核苷酸基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T20世纪世纪30年代：年代：脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸20世纪世纪30年代：年代：DNA有重要作用有重要作用多糖类荚膜多糖类荚膜R型菌：型菌：菌菌落落粗糙粗糙(Rough)(Rough)、无无毒性毒性( (一一) )肺肺炎双炎双球菌球菌二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验S型菌：型菌：菌落光滑菌落光滑（Smooth）、有毒）、有毒性性 ,
4、小鼠：败血病小鼠：败血病1 1. .将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。2.2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。(二二) 肺炎双球菌的肺炎双球菌的体内体内转化实验转化实验3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合后注射到后注射到 小鼠体内，小鼠患败血症死亡。小鼠体内，小鼠患败血症死亡。结论结论: : S S型死菌中含有一种型死菌中含有一种“转化因子转化因子”
5、，能使能使R R型菌转化为型菌转化为S S型菌使小鼠致死型菌使小鼠致死。结论：结论：转化因子是什么呢？S型细菌型细菌DNARNA蛋白质蛋白质多糖多糖分别分别+R+R型活菌培养型活菌培养19441944年美国科学家艾弗里的实验年美国科学家艾弗里的实验结论：结论：疑问：疑问： 由于艾弗里的实验中提取的由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯，纯度最高时也还有度最高时也还有0.02%的蛋白质，因的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。此，仍有人表示怀疑。 那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？ 设法把设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、和蛋白质分开，然后单独、直接观察直接观察DNA和
6、蛋白质的作用。和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路实验中最关键的设计思路更具说服力的更具说服力的“噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验”19521952年赫尔希（年赫尔希（A.Hershey)A.Hershey)和蔡斯（和蔡斯（M.Chase)M.Chase)三、三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验实验材料实验材料实验方法实验方法实验步骤实验步骤实验结果实验结果(一一)标标记噬菌体方法记噬菌体方法：同位素示踪同位素示踪(标记标记)法法返回返回v标记大肠杆标记大肠杆菌菌大肠杆大肠杆菌菌 + 含含35s s的的培养基培养基 含含 35s的大肠杆的大肠杆菌菌大肠杆大肠杆菌菌 + 含含3
7、2p的的培养基培养基 含含32p的大肠杆的大肠杆菌菌v标记标记T2噬菌体噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含35s的大肠杆的大肠杆菌菌 含含35sT2的噬菌体的噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含32p的大肠杆的大肠杆菌菌 含含32pT2的噬菌体的噬菌体(二二)实验步骤实验步骤:标记细菌标记细菌标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布（一组用（一组用标记标记DNA，一组用，一组用35S标记蛋白质标记蛋白质)噬菌体（1）结构：头部和尾部）结构：头部和尾部的外表是由的外表是由 构成，构成，头部内含有头部内含有 。（2）增殖特点：在自身）增殖特点：在自身遗传物
8、质的作用下，利遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，来合成自身的组成成分，进行增殖。进行增殖。（3）与大肠杆菌的关系：）与大肠杆菌的关系：寄生关系寄生关系蛋白质蛋白质DNA大肠杆菌大肠杆菌T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的过程侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的体的DNA、蛋白质蛋白质新合成的新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体
9、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体离心离心离心离心1 1、 为什么选择为什么选择3535S S和和3232P P作标记而不选用其他的同位素作标记而不选用其他的同位素? ? 2 2、 第一（二）组实验中为什么上清液的放射性第一（二）组实验中为什么上清液的放射性很高很高（低）（低），沉淀物的放射性，沉淀物的放射性很低（高）很低（高）？因为硫仅存在于因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于主要存在于 DNA的组分中。用的组分中。用14C和和18O等元素等元素是不可行的，因为是不可行的，因为 T2噬菌体的蛋白质和噬菌体的蛋白质
10、和DNA分分子的组分中都含有这两种元素。子的组分中都含有这两种元素。在第一组实验中，在第一组实验中，35S标记的标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被35S标记的标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性 。在第二组实验中，在第二组实验中，32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，的时间过长，噬菌体在大肠
11、杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有一部经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性上清液中，使上清液出现放射性 。第二组第二组实验实验（三）实（三）实验结果及结论：验结果及结论：第一组第一组 实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体32P标标记记DNA35S标记标记蛋白质蛋白质大肠杆大肠杆菌菌内内有有32P标标记记DNA无无35S标标记蛋白质记蛋白质子代子代噬菌体噬菌体DNA有有32P标记标记外壳蛋白外壳蛋白质无质无35S实验实验结论结论DNA
12、分分子是遗子是遗传物质传物质结论：结论：噬菌体侵染细菌时，进入噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。，是通过亲代的传递的。才是真正的遗传物质。才是真正的遗传物质。思考与讨论思考与讨论1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体个体很小，结构简单很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有功能的变化。细菌是单细胞生物，
13、病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。繁殖快。细菌细菌2030 min就可就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。2.最关键的实验设计思路是最关键的实验设计思路是设法把设法把DNA与蛋白质分开，单与蛋白质分开，单独地、直接地去观察独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。或蛋白质的作用。3.艾弗里艾弗里采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术提纯和鉴定技术等。等。赫尔希赫尔希采用的主要技术手段有采用的主要技术手段有噬菌体噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离
14、技的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。术等。科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础以科学原理为基础，因此，科学与技术是，因此，科学与技术是相互支持、相互相互支持、相互促进的。促进的。RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟叶烟叶 烟叶烟叶 四、四、DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质（一）（一）RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据具有细具有细胞结构胞结构的生物的生物真核生物的遗传物质真核生物的遗传物质原核生物的遗传物质原核生物的遗传物质DNA 多数病毒的遗传物质
15、是多数病毒的遗传物质是DNA少数病毒的遗传物质是少数病毒的遗传物质是RNA绝大多数绝大多数生物的遗生物的遗传物质是传物质是DNA（二）（二）DNA是是主要主要的遗传物质的遗传物质植物细胞中植物细胞中DNA的载体：染色体、叶绿体、的载体：染色体、叶绿体、线粒体线粒体动物细胞中动物细胞中DNA的载体：染色体、线粒体的载体：染色体、线粒体所以说，染色体是所以说，染色体是DNA的主要载体。的主要载体。五、五、DNA的分布的分布原核细胞和病毒没有染色体。原核细胞和病毒没有染色体。课后练习课后练习基础题基础题 1.（1）（）（）;(2)（）。）。 2.C。3.D。拓展题拓展题1.实验表明，噬菌体在感染大肠
16、杆菌时，进入大肠实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。息的能力；结构比较稳定等。