DNA是主要的遗传物质白慧涓.ppt
3.1 DNA是主要的遗传物质,通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在生物的传宗接代过程中，能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。,蛋白质,遗传物质究竟是DNA，还是蛋白质？,一、对遗传物质的早期推测,染色体=蛋白质+DNA遗传因子=基因基因在染色体上,讨论：你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？,一、对遗传物质的早期推测,（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性（传递）；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程（表达）；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力（储存）；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代（改变）。,一、对遗传物质的早期推测,在50年代后期当遗传学界普遍认可DNA是遗传物质这个观点时，年迈的埃弗里已溘然长逝。,究竟埃弗里如何得出“DNA是遗传物质”的结论的呢？,艾弗里,AVERY于1944年关于DNA携带遗传信息的发现代表了遗传学领域中一个重要的成就，他没能得到诺贝尔奖是很遗憾的。,肺炎双球菌,二、格里菲斯的肺炎双球菌的体内转化实验,小鼠死亡,小鼠正常,小鼠正常,小鼠死亡且活S,实验一、肺炎双球菌的转化（体内）实验,1,2,3,4,肺炎双球菌内有DNA、蛋白质、多糖等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？,新问题,可以遗传的,R型活菌+加热杀死S型菌,S型活菌+R型活菌,加热杀死的S型菌含有促成转化的活性物质“转化因子”,如何设计实验判断是DNA、蛋白质还是多糖是遗传物质？,实验二、1944年美国科学家艾弗里肺炎双球菌的转化（体外）实验,R型细菌,DNA纯度越高转化效率越高。,设法将DNA与蛋白质分开，单独地.直接地去观察它们的作用。以上成功之处，把几中成分分离后独立1科学的结论来自于科学的实验，同样也来自于对实验结果的正确说明。提出问题讲述研究的过程和方法得出结论提出新问题讲述新的研究过程和方法得出新结论”任何一项科学成就，都是一个“实践、认识、再实践、再认识”的过程,S型细菌,艾弗里证明DNA是遗传物质的实验 1944,转化因子是DNA，DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。,DNA纯度不够，是否是0.02%的蛋白质在起传作用呢。那我们能否找到更好地实验材料，不需要人为地提纯、分离就能将其中的物质分离开呢？这种材料必须具备什么特点？,噬菌体的模式图,三、T2噬菌体侵染细菌实验,1952年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌T2噬菌体作为实验材料,噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。,T2噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上的病毒）放大25000倍,噬菌体的模式图,三、T2噬菌体侵染细菌实验,同位素示踪法,1952年，赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌T2噬菌体作为实验材料,60%,40%,C、H、O、N、P（标记32p）,C、H、O、N、S（标记35s）,增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。,DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质,噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的才是真正的遗传物质,噬菌体侵染细菌的过程,噬菌体侵染细菌的实验,1.培养细菌 在分别含有放射性同位素32p 和35s的培养基中培养细菌。2.培养T2噬菌体 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。3.感染 分别用含32p 的噬菌体和含35s的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。,小结,1.格里菲思 肺炎双球菌的转化实验存在转化因子2.艾弗里 肺炎双球菌的转化因子实验DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质3.赫尔希和蔡斯 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验DNA是遗传物质4.有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白质RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质,对遗传物质的早期推测,蛋白质是遗传物质,DNA是遗传物质,DNA是主要的遗传物质,证明DNA是遗传物质的两个经典实验,绝大多数生物的遗传物质是DNA,有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白质 RNA是遗传物质,练习1.1944年，美国科学家艾弗里等人的研究工作表明，导致R型细菌（无毒性）转化成为S型细菌（有毒性）的主要因素是 A.S型细菌的DNA水解酶 B.S型细菌的DNA和蛋白质C.R型细菌的水解酶和S型细菌的DNA D.S型细菌的DNA,2.噬菌体侵染细菌的实验可以证明（）A.DNA是主要的遗传物质 B.噬菌体的遗传物质是DNAC.所有生物的遗传物质是DNA D.噬菌体的成份是DNA和蛋白质,3.肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则没有。下列叙述错误的是（）A培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌B培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌C培养R型活细菌时加S型细菌DNA，能够产生具有荚膜的细菌D培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌,D,4.在噬菌体侵染细菌的实验中，如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，结果复制出来的子代噬菌体（）A.不含35S，一部分含 32P B.不含32P，部分含35SC.含32P和35D.不含35S,全部含32P,5.如果用32P、35S分别标记噬菌体的的DNA和蛋白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，所释放出来的子代噬菌体绝大部分（）A.不含 32P B.含32PC.不含32P和35S D.含 32P和35S,A,RNA也是遗传物质,实验四：烟草花叶病毒感染(TMV)实验,四、DNA是主要的遗传物质,烟草花叶病毒（TMV）,被病毒感染的烟草叶片,格里菲思转化实验过程,再见,DNA是主要的遗传物质,思考与讨论科学与技术1.艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？2.虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但实验的设计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么？3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？,课堂总结,对遗传物质的早期推测,蛋白质是遗传物质,DNA是遗传物质,DNA是主要的遗传物质,证明DNA是遗传物质的两个经典实验,绝大多数生物的遗传物质是DNA,（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性（传递）；（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程（表达）；（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力（储存）；（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代（改变）。,作为遗传物质至少要具备以下4个条件：,组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。由于氨基酸的种类和数量不同，排列顺序不同，可以组成无数种蛋白质，这一点符合上述的第三个条件。蛋白质（特别是酶）能够控制生物的性状和代谢，这一点符合第二个条件。但是蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定；它也不能遗传给后代，所以蛋白质不可能是遗传物质。科学研究已经充分证明，核酸具备上述4个条件，所以核酸才是生物体的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。绝大多数生物体的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。,“在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？”蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80100 的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55 左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。,有关实验及结论：（1）肺炎双球菌的转化实验转化因子是什么？（2）噬菌体侵染细菌的实验遗传物质是什么？（3）烟草花叶病毒侵染烟草的实验进一步明确遗传物质是什么。得出以下结论：（1）DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是。（因为艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细胞才能够转化为S型细菌。）（2）遗传物质是DNA。（因为DNA进入了细菌体内复制，并复制合成自身的蛋白质。所以在子代噬菌体内，没有亲代噬菌体内蛋白质被标记的元素。）（3）RNA也可以是遗传物质。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：（1）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；（2）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是主要的遗传物质；（3）染色体是DNA的主要载体；（4）遗传物质控制蛋白质的合成，并由蛋白质表达遗传信息。,1997年，诺贝尔生理医学将授予了美国生命科学家普鲁西纳，因为他发现了一种全新的致病因子朊病毒（疯牛病病毒）。发现不管用DNA酶、RNA酶处理该致病因子，感染组织遭破坏后仍然保留感染性。由此推断其化学本质不可能是 _。,DNA 或 RNA,资料一,败血症:是病菌侵入血流循环而发生的全身性感染。细菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随血流到各器官组织造成迁徙性病灶。（1）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸加快、心率增速等；严重者出现神志改变或感染性休克；肝脾肿大，以瘀点为主的皮疹，大关节疼痛或红肿。病程长者常发生迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。（2）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，血培养有致病菌生长。,小资料,艾弗里的实验：,艾弗里的实验：,艾弗里的实验：,结论：DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质蛋白质不是遗传物质,实验探究,烟草花叶病毒（TMV）是基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？,实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。,三、生物的遗传物质,动物植物细菌真菌病毒,遗传物质是DNA,分离,分离,重组,重组,感染,新的病毒,知识建构4RNA是遗传物质。,噬菌体侵染细菌的实验,T2噬菌体（一种专门吸附在大肠杆菌上的病毒）放大25000倍,14C 3H 18 15N 32P 35S,C H O N P S,放射性同位素标记技术,三.烟草花叶病毒的侵染实验,烟草花叶病毒（简称TMV），它的基本成分就是蛋白质和RNA。,结论：,RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,1957年，格勒和施拉姆,噬菌体侵染细菌过程,吸附,注入,合成,组装,释放,噬菌体侵染细菌的过程,吸附,注入,合成,组装,释放,
