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1、上课上课DNADNA是主要的遗传物是主要的遗传物质一轮复习课件质一轮复习课件一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息蛋白质是生物体主要的遗传物质蛋白质是生物体主要的遗传物质实验材料：实验材料：两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 多多糖糖类类荚荚膜膜菌落菌落:粗糙粗糙(R Rough)无荚膜，无毒无荚膜，无毒菌落菌落:光滑光滑(S Smooth)有荚膜，有毒，有荚膜，有毒，可致死可致死二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验R型菌型菌S型菌型菌1.1.将将R R型
2、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。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.将将无毒性无毒性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 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。一一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中含有型细菌中含有“转转化因子化因子”，将无毒的，将无毒的R R
3、型细菌转化为型细菌转化为有毒的有毒的S S型细菌型细菌格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么?实验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是什么是什么？实验思考：实验思考：1.第三组实验为什么加热后第三组实验为什么加热后S S型细菌型细菌注射到小注射到小鼠体内，不死亡鼠体内，不死亡？加热是否使？加热是否使DNA、蛋白质完全失活？、蛋白质完全失活？2.转化的实质是什么？（基因重组？基因突变？）转化的实质是什么？（基因重组？基因突变？）3.第四组实验是否所有的第四组实验是否所有的R型细菌都被转化成型细菌都被转化成S型细菌？型细菌？肺炎双球菌转化实验是指肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的型细菌的
4、DNA片段片段整合到整合到R型细菌的型细菌的DNA中中，使受体细胞获得了新，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了的遗传信息，即发生了基因重组基因重组。加热杀死加热杀死S型细菌的过程中，其型细菌的过程中，其蛋白质变性失活蛋白质变性失活，但是，但是其内部的其内部的DNA在加热结束后随在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性温度的降低又逐渐恢复活性。由于转化受到由于转化受到DNA的纯度的纯度、受体菌的状态受体菌的状态等因素的影响等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成型细菌都被转化成S型型细菌，而只是细菌，而只是少部分少部分R型细菌被转化成型细菌被转化成
5、S型细菌。型细菌。在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的传物质的实验中最关键的设计思路设计思路是什么？是什么？必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，分开，单独单独、直接地观察它们、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。质。多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNADNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子寻找转化因子：二、二、艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验R型细菌型细菌R型
6、细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖或或RNAS型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：“转化因子转化因子”是是DNA DNADNA是转化因子。是转化因子。D N A D N A D N A D N A 是是是是 遗遗遗遗 传传传传 物物物物 质质质质 实验结论：实验结果：实验结果：只有加入只有加入DNA才转化；才转化；DNA越纯，转化越有效；越纯，转化越有效；用用DNA酶处理酶处理DNA，不再转化，不再转化蛋白质等其他物质不是遗传物质蛋白质等其他物
7、质不是遗传物质。（纠正了生物界一个的错误的共识）（纠正了生物界一个的错误的共识）艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？把把DNADNA和蛋白质分开，和蛋白质分开，单独地、直接地单独地、直接地观观察察DNADNA的作用；的作用；设计对照实验，设计对照实验，用用DNADNA酶处理酶处理，观察，观察DNADNA的的作用。作用。艾弗里的实验有什么不足之处？艾弗里的实验有什么不足之处？受技术限制受技术限制DNA无法无法100%提纯，总含少量提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。体外体外转转化化实验实验S型型细细菌各菌各组组
8、成成分的作用成成分的作用进进行行对对照照R型型细细菌与菌与S型型细细菌的菌的毒性毒性对对照照实验对实验对照照体外培养基体外培养基在小鼠体内在小鼠体内培养培养细细菌菌(1)所用材料相同所用材料相同(2)体内体内转转化化实验实验是体外是体外转转化化实验实验的基的基础础，体外，体外转转化化实验实验是是体内体内转转化化实验实验的延伸的延伸(3)两两实验实验都遵循都遵循对对照原照原则则、单单一一变变量原量原则则联联系系S型型细细菌的菌的DNA是是遗传遗传物物质质，蛋白蛋白质质不是不是遗传遗传物物质质S型型细细菌体内有菌体内有“转转化因子化因子”实验结论实验结论将物将物质质提提纯纯分离分离后，直接后，直接
9、地、地、单单独独地地观观察某种物察某种物质质在在实验实验中所起的作用中所起的作用用加用加热杀热杀死的死的S型型细细菌注射到菌注射到小鼠体内作小鼠体内作为对为对照照实验实验来来说说明确明确实发实发生了生了转转化化巧妙构思巧妙构思体内体内转转化化实验实验项项目目将加热杀死的将加热杀死的将加热杀死的将加热杀死的S S S S型细菌与型细菌与型细菌与型细菌与R R R R型细菌混合后，注射到小鼠体型细菌混合后，注射到小鼠体型细菌混合后，注射到小鼠体型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内内，在小鼠体内内，在小鼠体内内，在小鼠体内S S S S型、型、型、型、R R R R型细菌的含量变化情况如图所示：
10、型细菌的含量变化情况如图所示：型细菌的含量变化情况如图所示：型细菌的含量变化情况如图所示：a a、从免疫学角度解释：、从免疫学角度解释：曲线曲线abab段下降的原因是段下降的原因是R R型菌被小鼠的免疫系统所消灭型菌被小鼠的免疫系统所消灭b b、曲线、曲线bcbc段上升的原因是段上升的原因是 部分部分R R型细菌转化型细菌转化为有毒为有毒S S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠患病，免疫力下降患病，免疫力下降0含量含量时间时间abcR型细菌型细菌S型细菌型细菌练习：练习：艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的是
11、，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度，纯度最高时也还有最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。人对实验结论表示怀疑。有没有比细菌更为简单的实验材料？有没有比细菌更为简单的实验材料？1952年，赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯以T2T2T2T2噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记放射性同位素标记放射性同位素标记放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验.思维碰撞思维碰撞噬菌体（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）与大肠杆菌的关系：）与大肠杆
12、菌的关系：（3）增殖特点：在自身）增殖特点：在自身遗传物质的作用下，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。蛋白质蛋白质DNA寄生关系寄生关系噬菌体的复制式增殖噬菌体的复制式增殖噬菌体噬菌体大大肠肠杆菌杆菌大大肠肠杆菌杆菌 组装组装 合成合成 注入注入三、噬菌体侵染细菌实验吸附吸附 释放释放侵入别的细菌侵入别的细菌实验原理和方法实验原理和方法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：的组成元素：（标记（标记32p）（标记（标记35s）标记噬菌体方法：标记噬菌体方法：v在分别含有放射性同位素在分别含
13、有放射性同位素32p和和35s的培养基的培养基中培养细菌中培养细菌v分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含噬菌体，制备含32p的噬菌体和含的噬菌体和含35s的噬菌体的噬菌体同位素标记法同位素标记法C、H、O、N、SC、H、O、N、P1、实验设计思路：、实验设计思路：3、实验过程：、实验过程：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用(1)标记细菌标记细菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌(2)标记噬菌体标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含35S的噬菌体
14、含32P的噬菌体(3)噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌:上清液放射性很高上清液放射性很高,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低:上清液放射性很低上清液放射性很低,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法三三.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3.3.3.3.实验步骤实验步骤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（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布“短时间短时间”：保证子代噬菌体的：保证子代噬菌体的DNADNA和蛋白质在
15、大肠杆菌中正处于合成和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂或虽已经组装但并未使细菌发生裂解解 “保温保温”：为噬菌体培养提供适宜：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。的恒定的温度，以保证酶的活性。搅拌的目的：使吸附在搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离细菌分离离心的目的：让上清液中离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。留下被感染的大肠杆菌。内部内部DNA不存在不存在了的噬菌体
16、外壳了的噬菌体外壳噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻4、噬菌体侵染细菌实验的噬菌体侵染细菌实验的检测结果检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体(外壳)细菌(被注入的DNA)蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高”沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性上清液也有放射性分离不完全分离不完全(噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染释放出来的、未侵染的噬菌体的噬菌体/释放的/未侵染的)在噬菌体中在噬菌体中,亲代和子代之间具有亲代和子代之间具有连续性的物质是连续性的物质是DNA,而不是蛋白质而不是蛋白质,也就是说也就是
17、说,子代噬菌体的各种性状是通子代噬菌体的各种性状是通过亲代的过亲代的DNA遗传给后代的遗传给后代的,噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明:DNA才是真正的遗传物质才是真正的遗传物质(1)若用1个含32P标记的亲代噬菌体，侵染未被标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中DNA两链均含32P、一条链为32P、两链均含31P的噬菌体分别为几个？(2)若用1个未被标记的亲代噬菌体，侵染被32P标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中DNA两链均含32P、一条链为32P、两链均含31P的噬菌体分别为几个？提示三种噬菌体分别为98、2、0。提示三种噬菌体分别为0、2、98。(3
18、)若用1个含35S标记的亲代噬菌体，侵染未被标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中子代噬菌体含有35S的有的有几个？提示 0(4)若用未被标记的亲代噬菌体，侵染含35S标记的大肠杆菌，共释放100个子代噬菌体，则其中子代噬菌体含有35S的有的有几个？提示 100 目前，已有充分的科学研究资料证目前，已有充分的科学研究资料证明，明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作为遗作为遗传物质的。传物质的。DNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？敢于质疑敢于质疑敢于质
19、疑敢于质疑 如果你是科学家，如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？病毒的遗传物质是什么？背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成组成的，在感染烟草时，的，在感染烟草时，会出现致病斑。会出现致病斑。课堂延伸课堂延伸实验探究实验探究实验探究实验探究蛋白质蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验实验结果结果出现病斑出现病斑不出现病斑不出现病斑实验实验结果结果结论：结论：RNARNA是是烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质 RNARNA病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是RNARNA
20、四四.烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说DNADNADNADNA是主要是主要是主要是主要的遗传物质的遗传物质的遗传物质的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明菌的实验只能证明DNADNA是是是是遗传物质遗传物
21、质遗传物质遗传物质。3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA1 1、一切生物的遗传物质是核酸、一切生物的遗传物质是核酸1注射后能使小白鼠因患败血病而死注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（亡的是（）AR型肺炎双球菌型肺炎双球菌B加热杀死后的加热杀死后的R型肺炎双球菌型肺炎双球菌C加热杀死后的加热杀死后的
22、S型肺炎双球菌型肺炎双球菌D加热杀死后的加热杀死后的S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R型细菌混合型细菌混合D练习练习:3.一切生物的遗传物质是一切生物的遗传物质是:()A.核酸核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白质蛋白质2.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要需要:()A.噬菌体的噬菌体的DNA和氨基酸和氨基酸 B.噬菌体的噬菌体的DNA和细菌的氨基酸和细菌的氨基酸C.细菌的细菌的DNA和氨基酸和氨基酸D.细菌的细菌的DNA和噬菌体的氨基酸和噬菌体的氨基酸BA1、(08江苏生物江苏生物)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以
23、下进行了以下4个实验：个实验：S型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入R型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入S型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4个实验中小鼠存活的情况依次是个实验中小鼠存活的情况依次是A存活、存活、存活、死亡存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、死亡存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、存活存活、死亡、存活、存活典型例题分析：典型例题分析：答案：答案：D