DNA是主要的遗传物质(优质课)

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1、常平中学常平中学 知识回顾知识回顾常平中学常平中学 染色体染色体蛋白质蛋白质DNA这两种物质中，究竟哪种是遗传这两种物质中，究竟哪种是遗传物质呢？物质呢？思考：染色体的主要组成成分是什么？思考：染色体的主要组成成分是什么？知识回顾知识回顾常平中学常平中学 20世纪世纪30-40年代年代一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测人们认识到人们认识到 蛋白质蛋白质 是由是由多种氨基酸连接而成的生物多种氨基酸连接而成的生物大分子大分子各种氨基酸按照不同的方式各种氨基酸按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。排列，形成不同的蛋白质。 20世纪世纪20年代年代 DNA 由由4种脱氧核苷酸组成，种脱氧

2、核苷酸组成，每种有一个特定的碱基，四每种有一个特定的碱基，四种碱基的比例接近相等。种碱基的比例接近相等。 “四核苷酸四核苷酸”假说：四种脱氧核假说：四种脱氧核苷酸组成一个聚核苷酸，简单苷酸组成一个聚核苷酸，简单重复后构成了大分子重复后构成了大分子DNA。蛋白质结构的复杂性可以解释遗传物质的多样性，蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质结构的复杂性可以解释遗传物质的多样性，蛋白质是生物体的遗传物质。常平中学常平中学 艾弗里艾弗里（O. Avery, 1877-1955）格里菲思格里菲思（F. Griffith, 1877-1941）常平中学常平中学 二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验1、

3、1928年年 格里菲思格里菲思 体内转化实验体内转化实验（1）实验材料：实验材料：小鼠、肺炎双球菌（小鼠、肺炎双球菌（R型菌、型菌、S型菌）型菌）R R型菌型菌（RoughRough）有无荚膜有无荚膜菌落菌落毒性毒性R型细菌型细菌S型细菌型细菌无无有有粗糙粗糙光滑光滑有有无无S S型菌型菌（SmoothSmooth）多糖类荚膜多糖类荚膜常平中学常平中学 S型活细菌型活细菌 小鼠死亡小鼠死亡 体内分离出体内分离出S型活细菌型活细菌 活活R + 加热杀死的加热杀死的S型细菌型细菌 小鼠死亡小鼠死亡 加热杀死的加热杀死的S型细菌型细菌 小鼠不死亡小鼠不死亡 R型活细菌型活细菌 小鼠不死亡小鼠不死亡第

4、一组第一组第三组第三组第二组第二组第四组第四组1、1928年年 格里菲思格里菲思 体内转化实验体内转化实验（2）实验过程：实验过程：体内分离出体内分离出S型活菌型活菌实验结论实验结论S型细菌中有一种型细菌中有一种“转化因子转化因子”，能使，能使R型活细菌转化为型活细菌转化为S型活细菌。型活细菌。思考：思考：1 1、对比分析第一、二组说明什么？、对比分析第一、二组说明什么？2 2、第三组和哪组形成对照？说明什么？、第三组和哪组形成对照？说明什么？3 3、第四组和哪组形成对照？说明什么？、第四组和哪组形成对照？说明什么？常平中学常平中学 二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验思考：思考：

5、S S菌的化学成分很多，要找到转化因子，菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？最关键的思路是什么？ 2、1944年年 艾弗里艾弗里 体外转化实验体外转化实验“在过去的两年里，我一直在试着找出细菌抽提物中在过去的两年里，我一直在试着找出细菌抽提物中的哪一个引发了那个特殊现象（转化）。（的哪一个引发了那个特殊现象（转化）。（S S型细菌）型细菌）粗提物里满是粗提物里满是荚膜的多糖荚膜的多糖、碳水化合物碳水化合物、核蛋白核蛋白、RNA与与DNA、脂质脂质以及以及其他细胞组分其他细胞组分。要试着去要试着去分离并确定那个特定（转化）因子的化学成分分离并确定那个特定（转化）因子的化学成分这

6、这工作充满了失望与心碎。但也许我们终究找到它了工作充满了失望与心碎。但也许我们终究找到它了- -” 摘自艾弗里写给他弟弟的信摘自艾弗里写给他弟弟的信分离分离常平中学常平中学 DNA DNA 实验结论实验结论蛋白质或蛋白质或荚膜多糖荚膜多糖“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌产生稳定遗传变化的物质。 +R 型型+R 型型R 型型R 型、型、S 型型S型活细菌型活细菌DNA的纯度越高，转化就越有效。的纯度越高，转化就越有效。2、1944年年 艾弗里艾弗里 体外转化实验体外转化实验DNA+DNADNA+DNA酶酶+R 型型R 型型常平中学常平中学

7、19441944年，艾弗里的实验结果发表在实验医学学报年，艾弗里的实验结果发表在实验医学学报（Journal of Experimental MedicineJournal of Experimental Medicine）, ,这一年，这一年，艾弗里艾弗里6767岁。岁。 艾弗里的实验结论，不仅没有使科学家立即接受艾弗里的实验结论，不仅没有使科学家立即接受DNADNA是遗传物质的观点，反而引起了科学界的是遗传物质的观点，反而引起了科学界的极大质疑极大质疑。 受受“四核苷酸四核苷酸”假说的影响，人们不相信假说的影响，人们不相信DNADNA具有作具有作为遗传物质必备的复杂性，认为艾弗里提取的为遗

8、传物质必备的复杂性，认为艾弗里提取的DNADNA是是被蛋白质污染被蛋白质污染了，蛋白质才是转化因子。了，蛋白质才是转化因子。 艾弗里和他的同事不断纯化提取的艾弗里和他的同事不断纯化提取的DNADNA，但直到，但直到19491949年，提取的年，提取的DNADNA纯度最高时也还有纯度最高时也还有0.02%0.02%的蛋白质的蛋白质。常平中学常平中学 噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图三、噬菌体侵染细菌实验（三、噬菌体侵染细菌实验（1952年，年， ） 组装组装 合成合成 注入注入 吸附吸附 释放释放噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯常平中学常平中学 研究方法研究方法同位素标记

9、法同位素标记法的组成元素：的组成元素： 的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P思考：为什么要用思考：为什么要用3535S S、3232P P标记噬菌体的蛋白质标记噬菌体的蛋白质和和DNADNA？如何标记？如何标记？三、噬菌体侵染细菌实验（三、噬菌体侵染细菌实验（1952年，赫尔希和蔡斯）年，赫尔希和蔡斯）蛋白质蛋白质DNA常平中学常平中学 32P标记的标记的子代噬菌体子代噬菌体35S标记的标记的子代噬菌体子代噬菌体普通的亲普通的亲代噬菌体代噬菌体侵染侵染侵染侵染含含32P的大肠杆菌的大肠杆菌含含35S的大肠杆菌的大肠杆菌增殖增殖增殖增殖普通大普通大肠杆菌肠杆菌含含32P的

10、培养基中培养的培养基中培养含含35S的培养基中培养的培养基中培养标记噬菌体的方法标记噬菌体的方法常平中学常平中学 实验步骤实验步骤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)被被35S标记标记的噬菌体的噬菌体被被32P标记标记的噬菌体的噬菌体被被35S标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合被被32P标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合搅拌搅拌离心离心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低放射性很低放射性很低放射性很放射性很高高第第I组组第第II组组常平中

11、学常平中学 实验结果实验结果三、噬菌体侵染细菌实验（三、噬菌体侵染细菌实验（1952年，赫尔希和蔡斯）年，赫尔希和蔡斯）亲代噬菌体细菌被侵染前细菌被侵染后子代噬菌体35S 标记蛋白质标记蛋白质32 P 标记标记DNA35S标记蛋白质标记蛋白质32P标记标记DNA35S标记蛋白质标记蛋白质32P标记标记DNA35S标记蛋白质标记蛋白质32P标记标记DNA无无无无无无有有无无有有实验结论实验结论DNA是遗传物质是遗传物质常平中学常平中学 1953年，沃森和克里克提出年，沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型，的双螺旋结构模型，解释了结构似乎很简单的解释了结构似乎很简单的DNA，如何携带复杂的遗，如

12、何携带复杂的遗传信息，扫除了人们接受传信息，扫除了人们接受DNA作为遗传物质的最后作为遗传物质的最后一道障碍。一道障碍。常平中学常平中学 四、生物的遗传物质四、生物的遗传物质DNA是遗传物质。是遗传物质。1928年年 格里菲思格里菲思 肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体内转化实验1944年年 艾弗里艾弗里肺炎双球菌体外转化实验肺炎双球菌体外转化实验1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验常平中学常平中学 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），有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有它

13、们不含有DNA, DNA, 只含有只含有RNARNA。 在这些病毒中，在这些病毒中，RNARNA是遗传物质是遗传物质。 四、生物的遗传物质四、生物的遗传物质常平中学常平中学 四、生物的遗传物质四、生物的遗传物质原核生物的遗传物质为原核生物的遗传物质为DNA真核生物的遗传物质为真核生物的遗传物质为DNA细胞生物的遗传物质为细胞生物的遗传物质为DNA病毒的遗传物质为病毒的遗传物质为DNA或或RNA 因为绝大多数生物的遗传物质是因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说，所以说DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。DNA病毒的遗传物质为病毒的遗传物质为DNA（如噬菌体）（如噬菌体）RNA病毒的遗传

14、物质为病毒的遗传物质为RNA（如（如HIV、SARS病毒）病毒）常平中学常平中学 本课小结本课小结肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验3Click to add title in here 生物的遗传物质生物的遗传物质4对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测1常平中学常平中学 本课小结本课小结一、对遗传物质的早期推测：一、对遗传物质的早期推测：蛋白质是生物的遗传物质蛋白质是生物的遗传物质常平中学常平中学 二二肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验体外转化实验体外转化实验（1944年，艾弗里）年，艾弗里）体内转化实验体内转化实验（1928年，格里菲思

15、）年，格里菲思） 无毒无毒R型活细菌型活细菌 活小鼠活小鼠 有毒有毒S型活细菌型活细菌 死小鼠死小鼠 有毒有毒S型死细菌型死细菌 活小鼠活小鼠 活活R + 加热杀死的加热杀死的S 死小鼠死小鼠结论结论1：S型细菌中有一种型细菌中有一种“转化因子转化因子”能使能使R型活细菌转化为型活细菌转化为S型活细菌。型活细菌。S型型蛋白质或多糖蛋白质或多糖分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RDNA+DNA酶酶DNARS结论结论2：“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化型细菌产生稳定遗传变化的的 物质。物质。本课小结本课小结常平中学常平中学 三三 噬噬菌菌体体侵

16、侵染染细细菌菌实实验验亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细菌内寄主细菌内子代噬菌体子代噬菌体实验结论实验结论35S 标记蛋白质标记蛋白质无无35S标记蛋白质标记蛋白质外壳蛋白质无外壳蛋白质无35SDNA是遗传物质是遗传物质32 P 标记标记DNA无无32P标记标记DNADNA有有32P标记标记噬菌体的基本结构噬菌体的基本结构外壳：蛋白质外壳：蛋白质内部：内部：DNA分子分子过程及结论过程及结论结论：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代结论：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传的，遗传的，DNA是是 遗传物质，蛋白质不是。遗传物质，蛋白质不是。本课小结本课小结常平中学常平中学 四四生生物物的的遗遗传传物

17、物质质细胞生物的遗传物质为细胞生物的遗传物质为DNA病毒的遗传物质为病毒的遗传物质为DNA或或RNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。本课小结本课小结常平中学常平中学 2、 T2 噬菌体的结构组成为噬菌体的结构组成为 ： A、蛋白质、脂类、蛋白质、脂类 B、糖类、蛋白质、糖类、蛋白质 C、蛋白质、蛋白质、DNA D、蛋白质、蛋白质、RNA3、“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”是指：是指： A、遗传物质的主要载体是染色体、遗传物质的主要载体是染色体 B、大多数生物的遗传物质是、大多数生物的遗传物质是DNA C、细胞里的、细胞里的DNA大部分在染色体上大部分在染色体上 D、染色体在遗

18、传上起主要作用、染色体在遗传上起主要作用1、格里菲思提出的、格里菲思提出的“转化因子转化因子”，后来被艾弗里证实了它的化学成分，它是：，后来被艾弗里证实了它的化学成分，它是： A、DNA B、蛋白质、蛋白质 C、多糖、多糖 D、脂质、脂质课堂练习课堂练习常平中学常平中学 课堂练习课堂练习4、用同位素用同位素3232P P、3535S S分别标记噬菌体的分别标记噬菌体的DNADNA和蛋白质，然后进行噬菌体侵染细菌的和蛋白质，然后进行噬菌体侵染细菌的实验，侵染后在子代噬菌体中可以找到的是：实验，侵染后在子代噬菌体中可以找到的是： A32P B35S C32P和和35S D都没有都没有5、噬菌体侵染细菌过程中合成的噬菌体侵染细菌过程中合成的DNA的原料来自的原料来自 A、细菌、细菌 B、噬菌体、噬菌体 C、细菌或噬菌体、细菌或噬菌体 D、细菌和噬菌体、细菌和噬菌体常平中学常平中学 常晓芳常晓芳Thank You!