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1、基因的本质第3章第第1 1节节 DNA DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质的证据是主要的遗传物质的证据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艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1.实验目的：实验目的：研究研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？和蛋白质谁是遗传物质？2.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R型菌型菌粗糙，粗糙，无荚膜，无荚膜，S型菌型菌光滑，光滑，有荚膜，有荚膜，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使小鼠患败血症而
2、死亡使小鼠患败血症而死亡.R型细菌型细菌因为因为:为什么第四组实验将为什么第四组实验将R R型活细型活细菌和加热杀死后的菌和加热杀死后的S S型细菌混合后型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？S型细菌型细菌转化小鼠死亡小鼠死亡S型加热型加热R型活菌型活菌混合混合思考思考细菌发生转化，性状的转化可以遗传。细菌发生转化，性状的转化可以遗传。S型活菌型活菌S型活菌型活菌S型加热型加热R型活菌型活菌混合混合后代后代转化转化 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性必然含有某种促成这一转化的活性物质物质转化因子转化因子格里
3、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：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？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA RNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？思路是什么？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，单独、直接地观察它们的作用，分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。才能确定究竟谁是遗传
4、物质。提出问题：提出问题：实验方案：实验方案：2、然后分别将它们加入已经培养了R型细菌的培养基中。观察结果1、从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖 等物质 DNA蛋白质和其他物质谁是遗传蛋白质和其他物质谁是遗传物质物质?作出假设作出假设:实施方案实施方案 验证预测验证预测结果预测：结果预测：DNA是遗传物质是遗传物质只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌转变成型菌转变成S型菌型菌R型细菌型细菌 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
5、质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传变化型细菌产生稳定遗传变化的物质，的物质，DNADNA是转化因子。是转化因子。以上转化实验表明：以上转化实验表明：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：（1）噬菌体的结构模式图）噬菌体的结构模式图T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?三、三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验T2 2噬菌体中噬菌体中60%是蛋白质是蛋白质,40%是是DNA.1952年赫尔希和蔡斯年赫尔希和蔡斯
6、 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验 实验方法实验方法:同位素标记法同位素标记法 同位素用于追踪物质运行和变化过程同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。究方法叫做同位素标记法。在在T2 2噬菌体的化学分析中噬菌体的化学分析中,对蛋对蛋白质和白质和DNA的进一步分析表明的进一步分析表明:硫仅存在于蛋白质分子中
7、硫仅存在于蛋白质分子中,99%的磷都存在于的磷都存在于DNA分子中分子中.1.用哪些同位素标记用哪些同位素标记DNA和蛋白质和蛋白质?提示：提示：DNA有，但多数蛋白质没有的有，但多数蛋白质没有的元素是哪种？只有蛋白质有，而元素是哪种？只有蛋白质有，而DNA没有的元素又是哪种？没有的元素又是哪种？用用35S标记部分噬菌体的标记部分噬菌体的蛋白质蛋白质，用用32P标记部分噬菌体的标记部分噬菌体的DNA。怎样用同位素分别标记怎样用同位素分别标记DNA和蛋白质和蛋白质?1.用分别放有用分别放有35S 和和32P的培养基的培养基培养细菌培养细菌2.用噬菌体分别侵染上述细菌用噬菌体分别侵染上述细菌3.制
8、备分离只含制备分离只含35S或只含或只含32P的噬菌体的噬菌体（2）实验过程：）实验过程：蛋白质含蛋白质含35S的噬菌体的噬菌体+细菌细菌(未标记未标记)上清液上清液(T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒)-含放射性物质含放射性物质35S沉淀沉淀被感染的细菌和被感染的细菌和新形成的噬菌体新形成的噬菌体-未检测到未检测到35S说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内离心离心用放射性同位素用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质标记噬菌体外壳蛋白质用放射性同位素用放射性同位素32P标记内部标记内部DNADNA含含32P的噬菌体的噬菌体+细菌细菌(未标记未标记)(T2噬菌体颗粒噬菌体颗粒
9、)-未检测到未检测到32P被感染的细菌和新形成被感染的细菌和新形成的噬菌体中的噬菌体中-检测到检测到32P说明说明DNA进入到细菌内去了进入到细菌内去了离心离心 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,也就是说也就是说,子代子代噬菌体的各种性状是通过亲代的噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的遗传给后代的,因此因此DNA才是真正的才是真正的遗传物质。遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体侵染细菌的实验表明:目前，已有充分的科学研究资料目前，已有充分的科学研究资料证明，证明，绝大多数生物绝大多数生物都是以都是以DNA作作为遗传物质的
10、。为遗传物质的。DNA主要的遗传物质主要的遗传物质 DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？RNA（核糖核酸）（核糖核酸）有些病毒，它们不含有有些病毒，它们不含有DNA,只含只含有有RNA。在这种情况下，在这种情况下，RNA就起着遗就起着遗传物质的作用。传物质的作用。具体生物有：烟草花叶病毒，车前草病毒，具体生物有：烟草花叶病毒，车前草病毒，爱滋病病毒，致癌病毒，流感病毒，爱滋病病毒，致癌病毒，流感病毒，SARS病毒，病毒，核酸是一切生物的遗传物质，核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（核酸包括脱氧核糖核酸（DNADNA）和）和核糖核酸（核糖核酸（RNARNA），绝大多数
11、生物），绝大多数生物都是以都是以DNADNA作为遗传物质的。作为遗传物质的。因此因此DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。总结总结染色体是染色体是DNA的主要载体的主要载体遗传物质的特点1、分子结构具有相对的稳定性；、分子结构具有相对的稳定性；2、能够自我复制，使前后代保持一定、能够自我复制，使前后代保持一定 的连续性；的连续性；3、能够指导蛋白质的合成，从而控制、能够指导蛋白质的合成，从而控制 新陈代谢过程和性状；新陈代谢过程和性状；4、能够产生可遗传的变异。、能够产生可遗传的变异。遗传物质的特点：例：病毒的遗传物质是（例：病毒的遗传物质是（）人的遗传物质是（人的遗传物质是（）A、DNA
12、B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNADA1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）AR型肺炎双球菌B加热杀死后的R型肺炎双球菌C加热杀死后的S型肺炎双球菌D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合 D 练习练习:2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是()：A.它的含量很少 B.它不能自我复制C.C.它与新陈代谢无关 D.D.它的种类很多 B 小资料小资料:T T2 2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒菌体内的病毒,T T2 2噬菌体侵染细菌后噬菌体侵染细菌后,就就会在自身遗传物质的作用下会在自身遗传物质的作用下,利用细菌利用细菌体内的物质来合成自
13、身的组成成分体内的物质来合成自身的组成成分,从从而进行大量的繁殖而进行大量的繁殖.2.最关键的设计思路是：设法把最关键的设计思路是：设法把DNA与蛋白与蛋白质分开质分开,单独地、直接地去观察单独地、直接地去观察DNA的作用。的作用。思考与讨论思考与讨论:1.（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物）个体很小，结构简单，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，只有核酸和蛋白质外壳。生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌）繁殖快。细菌2030 min就可繁殖一代，就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。病毒短时间内可大量繁殖。3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等以及物质的提取和分离技术等