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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质 性状由性状由基因基因控制，基因在控制，基因在染色体染色体上，上，染色体由染色体由DNA和和蛋白质蛋白质组成。组成。对遗传物质的早期推测：蛋白质是生物体的遗传物质蛋白质是生物体的遗传物质氨基酸氨基酸 多肽多肽 蛋白质蛋白质第三章第三章 基因的本质基因的本质一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验授课人：胡红云授课人：胡红云一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验 1928年，英国科学家 格里菲思格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎双球菌肺炎双球菌如
2、何使人患肺炎。R型菌型菌S型菌型菌菌落菌落荚膜荚膜毒性毒性S型细菌型细菌表面表面R型细菌型细菌表面表面光滑光滑有有有有粗糙粗糙无无无无多多糖糖类类荚荚膜膜一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验1.格里菲思：格里菲思：R型活菌 S型活菌+S型死菌转化转化加热杀死的加热杀死的S型细菌中含有型细菌中含有转化因子转化因子2.艾弗里：艾弗里：（1）对）对S型细菌中的物质进行提纯、鉴定型细菌中的物质进行提纯、鉴定（2）将）将DNA、蛋白质、多糖分别与、蛋白质、多糖分别与R型菌混合培养型菌混合培养（3）只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌转化型菌转化DNA是转化因子是转化因子 艾弗里
3、的实验不但没有使科学界接受，反而艾弗里的实验不但没有使科学界接受，反而引起了科学界许多人怀疑。引起了科学界许多人怀疑。终于在终于在1952年，由美国科学家年，由美国科学家赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯找到了一种理想的实验材料找到了一种理想的实验材料T2噬菌体噬菌体,通过噬通过噬菌体侵染细菌的实验从而菌体侵染细菌的实验从而证实了证实了 科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信念，为进一步明确、探索而奋斗。念，为进一步明确、探索而奋斗。在在1949年艾弗里及同事将年艾弗里及同事将D
4、NA中蛋白质的污中蛋白质的污染降到染降到0.02%，但仍未能改变人们的观点。，但仍未能改变人们的观点。是否有更好的实验材料是否有更好的实验材料,可以不用经过人工可以不用经过人工提纯提纯DNA，就能，就能单独地去观察单独地去观察DNA或蛋白质的作或蛋白质的作用用呢？呢？有没有可能有没有可能DNADNA上仍沾有蛋白质，极少上仍沾有蛋白质，极少的蛋白质就是转化因子呢？的蛋白质就是转化因子呢？二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验T T2 2噬菌体：噬菌体：（1）结构：头部和尾部的外）结构：头部和尾部的外表是由表是由 构成，头部内构成，头部内含有含有 。（2）增殖特点：在自身遗传）增殖特点：
5、在自身遗传物质的作用下，物质的作用下，利用大肠杆菌利用大肠杆菌体内的物质体内的物质来合成自身的组成来合成自身的组成成分，进行增殖。成分，进行增殖。（3）与大肠杆菌的关系：）与大肠杆菌的关系：关系关系蛋白质蛋白质DNA寄生寄生二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌的过程的过程分哪几步？分哪几步？吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放 实验说明什么？根据是什么？实验说明什么？根据是什么？遗传物质是遗传物质是DNA,DNA,而不是蛋白质而不是蛋白质。噬菌体进入细菌中的是噬菌体进入细菌中的是DNADNA，蛋白质留在外面，这，蛋白质留在外面，这样就形成了与亲代一样
6、的噬菌体，样就形成了与亲代一样的噬菌体，它的蛋白质不是亲它的蛋白质不是亲代连续下来的，是由代连续下来的，是由DNADNA控制合成的控制合成的。噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入细菌内的噬菌体肉眼看不见，用何种方法可知进入细菌内的DNA而不是蛋白质？而不是蛋白质？同位素标记法同位素标记法二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验DNA DNA 和和 蛋白质蛋白质,应分别标记哪一种元素？应分别标记哪一种元素？C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记（标记（标记（标记3232P P）（标记（标记（标记（标记3535S S ）如何让噬菌体被标记？如何让噬菌体被标记？先用含先用含32P或或35
7、S的培养基培养的培养基培养大肠杆菌大肠杆菌，再用，再用噬菌体噬菌体去感染这种大肠杆菌去感染这种大肠杆菌蛋白质蛋白质：DNA：被标记后的噬菌体被标记后的噬菌体：赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验：A A组：用组：用含含3535S S的噬菌体的噬菌体去感染去感染未被标记的大肠杆菌未被标记的大肠杆菌赫尔希和蔡斯的实验赫尔希和蔡斯的实验：B B组：用组：用含含3232p p的噬菌体的噬菌体去感染去感染未被标记的大肠杆菌未被标记的大肠杆菌 蛋白质蛋白质 被被 3535S S 标记的噬菌体标记的噬菌体DNA DNA 被被 3232P P 标记的噬菌体标记的噬菌体A组组B组组讨论：讨论：32P标记的标记的
8、DNA标标子代噬菌体子代噬菌体 A A、B B两组实验结果为何截然不同？两组实验结果为何截然不同？（2 2）B B组标记的是组标记的是DNADNA，侵染时，侵染时DNADNA进入细菌体内，进入细菌体内，产生子代噬菌体含有放射性。产生子代噬菌体含有放射性。（1 1）A A组标记的是蛋白质，侵染时蛋白质留在外面，组标记的是蛋白质，侵染时蛋白质留在外面，产生的子代噬菌体不含放射性。产生的子代噬菌体不含放射性。实验结论：DNA分子具有连续性，分子具有连续性，DNA是遗传物质是遗传物质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 有些病毒（如烟草花叶病毒，车前
9、草病毒），有些病毒（如烟草花叶病毒，车前草病毒），它它们不含有们不含有DNA,DNA,只含有只含有RNARNA。在这种情况下，在这种情况下，RNARNA就起就起着遗传物质的作用着遗传物质的作用。三、三、RNA是遗传物质是遗传物质 1.19281.1928年，年，格里菲思格里菲思：肺炎双球菌转化实验，：肺炎双球菌转化实验，提出提出“转化因子转化因子”。2.1944 2.1944年，年，艾弗里艾弗里：将：将S S型细菌的型细菌的DNADNA、多糖、蛋白、多糖、蛋白质等物质分别与质等物质分别与R R型细菌混合培养实验型细菌混合培养实验证明证明DNADNA是转是转化因子。化因子。3.1952 3.19
10、52年，年，赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯：T T2 2噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌实验实验证明证明DNADNA是遗传物质。是遗传物质。4.4.烟草花叶病毒实验烟草花叶病毒实验证明证明RNARNA也可以为遗传物质也可以为遗传物质 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 和和 肺炎双球菌体外转化实验肺炎双球菌体外转化实验 的比较的比较比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将DNA和其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能处理方法放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素直接分离法：分离S型细菌的多种组成物质，分别与R型细菌混合培养检测结果的方式检测放射性位置观察菌
11、落类型结论DNA是遗传物质DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质分组结果结果分析对比实验(相互对照)被32P标记的噬菌体细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内_被35S标记的噬菌体细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中_实验结果分析实验结果分析32PDNA进入了宿主细胞内35S蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面(1)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律()(2)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”()(3)艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质()(4)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不
12、能使R型细菌发生转化()诊断与思考诊断与思考(5)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等()(6)噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力()(7)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解()(8)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质()(9)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中()1 119281928年，格里菲思的肺炎双球菌的转化实验，年，格里菲思的肺炎双球菌的转化实验，成功的表明了成功的表明了()()A A已加热杀死的已加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，DNADNA已经失去活性
13、已经失去活性而蛋白质仍具有活性而蛋白质仍具有活性 B BDNADNA是遗传物质是遗传物质 C C已加热杀死的已加热杀死的S S型细菌中，含有促使型细菌中，含有促使R R型细菌型细菌发生转化的活性物质发生转化的活性物质 D DDNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质C3 3噬菌体在繁殖过程中利用的原料是噬菌体在繁殖过程中利用的原料是()()A A噬菌体的核苷酸和氨基酸噬菌体的核苷酸和氨基酸 B B噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸 C C细菌的核苷酸和氨基酸细菌的核苷酸和氨基酸 D D噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸2 2在肺炎双球菌转化实验中，将在
14、肺炎双球菌转化实验中，将R R型活细菌与加热型活细菌与加热杀死的杀死的S S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有在死亡小鼠体内出现的细菌类型有()()少无毒少无毒R R型型 多无毒多无毒R R型型 少有毒少有毒S S型型 多有毒多有毒S S型型A A B B C C D DBC 4 43535S S标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有 少量放射性的原因少量放射性的原因()()A A含含3535S S的噬菌体蛋白质外壳进入细菌中的噬菌体蛋白质外壳进入细菌中 B B少量少量3535S S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面没有分离的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面没有分离 C C3535S S的噬菌体蛋白质外壳离心后沉淀在下部的噬菌体蛋白质外壳离心后沉淀在下部 D D3535S S的噬菌体蛋白质外壳和的噬菌体蛋白质外壳和DNADNA一同进入细菌中一同进入细菌中5.5.噬菌体侵染细菌的实验能证明的是噬菌体侵染细菌的实验能证明的是()()A ADNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 B B蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质C CDNADNA是遗传物质是遗传物质D DDNADNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异BC