核酸是遗传物质的证据姚益娟.ppt

第三章 遗传的分子基础第一节 核酸是遗传物质的证据,蛋白质（组蛋白和非组蛋白）,染色体,那么在这几大类物质中，究竟哪个是遗传物质呢？如何解决这个问题呢？,DNA,RNA,作为遗传物质的必备条件,1、在细胞生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己。2、能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢。3、具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力。4、结构比较稳定，但在特殊情况下，又能发生突变，而且突变后，还能继续复制，并能遗传给后代。,肺炎双球菌转化实验,它的菌落光滑(Smooth)菌体有荚膜，是有毒性的球型菌，能够使人患肺炎或使小鼠患败血病。,它的菌落粗糙(Rough)菌体无荚膜，是无毒性的球型菌。,一、DNA是遗传物质的最早证据,一肺炎双球菌转化实验(1)活体细菌转化实验材料：S型细菌有荚膜，菌落光滑，有毒；R型细菌_荚膜，菌落粗糙，无毒。方法：分组、对照观察。原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。,无,实验结论：加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子”。,活体细菌转化实验（英.格里菲斯）,S型细菌,1944年美国科学家艾弗里的实验,R型细菌,R型细菌,只长R型菌,只长R型菌,R型细菌,离体细菌转化实验(美.埃弗里),肺炎双球菌转化实验证实:DNA是转化因子,是遗传物质,DNA赋予了生物的遗传特性。,离体细菌转化实验引起了人们的注意，但是，由于实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。因此，有人对此实验结论表示怀疑。,思维碰撞,(1)设计思路：把DNA与蛋白质区分开，直接地、单独地去观察它们的作用。(2)材料：大肠杆菌、T2噬菌体。(3)原理：T2噬菌体侵染细菌后，在_遗传物质的作用下，利用_的物质来合成自身组成物质，从而进行大量增殖。这样可以使噬菌体的蛋白质与DNA自动且完全分开，不存在纯度问题，实验结果令人更加信服,DNA,大肠杆菌,二、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希、蔡斯）,（2）研究方法：,同位素标记法,蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,（标记32P）,（标记35S）,标记噬菌体方法：,在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌,分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体,注意点,因为P基本上只存在于DNA中，S存在于绝大多数蛋白质中，而两者中都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能放射性的14C、18O、15N元素标记,【易误警示】32P、35S不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即实验分为两组。噬菌体的DNA复制及蛋白质合成，只有模板是亲代噬菌体提供的，所需要的原料、酶、能量、场所等均由细菌提供。,二、噬菌体侵染细菌的实验,（3）实验过程：,提示：,搅拌的目的是是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开，离心的目的是让重量较轻的噬菌体颗粒（包括蛋白质外壳和极少数未侵染细菌的噬菌体）析出存在于悬浮液中，而离心管中的沉淀物就是被感染的细菌以及子代噬菌体,第一组 实验,第二组实验,亲代噬菌体,35 S标记蛋白质,32 P标记DNA,寄主细胞内,无35S标记蛋白质,无32P标记DNA,子代噬菌体,外壳蛋白质无35S,DNA有32P标记,实验结论,DNA分子具有连续性，是遗传物质,（4）实验结果及结论：,(6)结论：噬菌体的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的，_是遗传物质。思考感悟1合成子代噬菌体所需的原料是什么？所需的酶、能量、原料、场所是由谁提供的？【提示】氨基酸和脱氧核苷酸；细菌。,DNA,3对结果的分析(1)用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。,从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。二者均会使上层液有一定放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。,4实验结论(1)本实验能说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。（因为蛋白质被留在了外面）(2)间接证明的问题DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢的过程和性状。但本实验不能证明“DNA是主要的遗传物质”。,【易误警示】32P、35S不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即实验分为两组。噬菌体的DNA复制及蛋白质合成，只有模板是亲代噬菌体提供的，所需要的原料、酶、能量、场所等均由细菌提供。,高频考点突破,1实验材料分析(1)T2噬菌体营寄生生活，不能直接在培养基中培养。一般先用标记元素培养宿主细胞，再用已标记的宿主细胞培养并标记T2噬菌体。,(2)P主要存在于DNA中，而S只存在于蛋白质中，所以用32P标记DNA，用35S标记蛋白质;因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能用放射性的14C、18O、3H、15N标记。,2实验过程及结果第一步：标记细菌细菌含35S的培养基含35S的细菌细菌含32P的培养基含32P的细菌第二步：标记噬菌体噬菌体含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体含32P的细菌含32P的噬菌体,第三步：噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体细菌混合培养含32P的噬菌体细菌混合培养第四步：放射性检测35S标记的一组实验，放射性主要分布在悬浮液中；32P标记的一组实验，放射性主要分布在沉淀中。,3对结果的分析(1)用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。,从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。二者均会使上层液有一定放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。,烟草花叶病毒的感染和重建实验,三、RNA是遗传物质的实验证据,知识背景：烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。,RNA,蛋白质,感染烟草,感染烟草,RNA酶处理,实验说明了什么？,烟草花叶病毒感染实验,烟草花叶病毒的感染和重建实验,A的蛋白质+B的RNA,重建、感染,B的蛋白质+A的RNA,重建、感染,结论：繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系在只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质,B型后代,A型后代,思考感悟2你还知道哪些病毒的遗传物质是RNA?【提示】HIV、脑炎病毒、SARS病毒、禽流感病毒。,四、总结,生物,细胞生物,非细胞生物（病毒）,原核生物,真核生物,遗传物质,DNA,DNA,DNA病毒：,RNA病毒：,绝大多数病毒,烟草花叶病毒、SARS病毒、小儿麻痹病毒、脑炎病毒、流感病毒甲流病毒等,DNA,1.一切生物的遗传物质是_,2.DNA和RNA同时存在时，_,3.凡是由细胞构成的生物其遗传物质是_,4.绝大多数生物的遗传物质是_，少数生物的遗传物质是 _，所以DNA是_ 的遗传物质,核酸,DNA是遗传物质,DNA,DNA,RNA,主要,习题,1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2.噬菌体侵染细菌的实验证明了（）ADNA是主要的遗传物质 BDNA和蛋白质是遗传物质CDNA是遗传物质 DRNA是遗传物质3.一切生物的遗传物质是()A.核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白质,D,C,A,4.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要()A.噬菌体的DNA和氨基酸 B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸C.细菌的DNA和氨基酸D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸5.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（）DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质A.B.C.D.,A,B,