讲课DNA是主要的遗传物质.ppt

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1、第一节：第一节：DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第第3 3章：基因的本质章：基因的本质染色体染色体在传在传宗接代过程宗接代过程中中的稳定性的稳定性和和连续性连续性v应具备以下四个特点：应具备以下四个特点：v在细胞生长和繁殖的过程中能够精在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；确地复制自己；v能够指导蛋白质合成从而控制生物能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；的性状和新陈代谢；v具有贮存巨大数量遗传信息的潜在具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；能力；v结构比较稳定，但在特殊情况下又结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复能发生突变，而且突变以后还能继续

2、复制，并能遗传给后代。制，并能遗传给后代。作为遗传物质的条件：作为遗传物质的条件：对遗传物质的早期预测对遗传物质的早期预测（间接证据）（间接证据）20世纪世纪20年代为什么认为蛋白质是遗传物质？年代为什么认为蛋白质是遗传物质？各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的成不同的 蛋白质蛋白质。氨基酸多种多样的排列。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着顺序，可能蕴含着 遗传信息遗传信息.结论：结论：蛋白质蛋白质 是遗传物质。是遗传物质。20世纪世纪30年代为什么认年代为什么认为为DNA是遗传物质？是遗传物质？稳定稳定连续连续蛋白质蛋白质DNADNADNA四种脱

3、氧核苷酸化学组成四种脱氧核苷酸化学组成肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验R R型菌型菌S S型菌型菌肺肺炎炎双双球球菌菌？细菌细菌选材选材活体生物、结构简单、繁殖速度快活体生物、结构简单、繁殖速度快由由S菌遗传物质控制的多糖荚膜的有无决定了菌遗传物质控制的多糖荚膜的有无决定了S型肺炎双球菌有毒。型肺炎双球菌有毒。肺炎双球菌的类型和对应特征肺炎双球菌的类型和对应特征特征特征个体个体菌落菌落对宿主影对宿主影响响R R型型菌体没有菌体没有多糖类的多糖类的荚膜荚膜粗糙粗糙不患病不患病S S型型菌体有多菌体有多糖类的荚糖类的荚膜膜光滑光滑人患肺炎人患肺炎或小鼠患或小鼠患败血症败血症败血症败血症是是

4、病菌侵入血流循环而发生的全身性感染病菌侵入血流循环而发生的全身性感染。细菌可。细菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随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。血流到各器官组织造成迁徙性病灶。（1 1）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸）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，少数或红肿。病程长者常发生迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。可

5、有黄疸。（2 2）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，）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。血培养有致病菌生长。小资料小资料【实验一实验一、肺炎双肺炎双球菌的转球菌的转 （体内体内）实验实验】1.1.将将无毒性的无毒性的R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。2.2.将将有毒性有毒性S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将无毒性无毒性R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的

6、S S型细菌混合型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。？可以可以遗传遗传的的格里菲斯：格里菲斯：转化因子实际上就是转化因子实际上就是S S菌体内菌体内控制荚膜产生的基因！控制荚膜产生的基因！S S菌被加热杀死，是因为菌被加热杀死，是因为S S菌的蛋白菌的蛋白质变性失活；但其中质变性失活；但其中 DNADNA加热过程中双螺旋解开，氢加热过程中双螺旋解开，氢键被打开，温度降低后，其结构键被打开，温度降低后，其结构恢复。恢复。肺炎双球菌内有肺炎双球菌内有DNADNA、蛋白质、蛋白质、多糖等化学成分，到底哪种成多糖等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢分是转

7、化因子呢？任务任务3 3想一想：想一想：如何设计实验判断是如何设计实验判断是DNADNA、蛋白质还是多糖是遗传物质？蛋白质还是多糖是遗传物质？单因子变量原则：将单因子变量原则：将S S型细型细菌菌中的多糖、蛋白质、脂中的多糖、蛋白质、脂类和类和DNADNA等分离提取出来，等分离提取出来，分别与分别与R R型活细菌型活细菌进行混合，进行混合，单独观察它们的作用。单独观察它们的作用。实验者：实验者：艾弗里艾弗里在格里在格里菲斯实菲斯实验基础验基础上完成上完成艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验【实验一、肺炎双球菌实验一、肺炎双球菌】DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌

8、产生稳定遗传变化的物质。蛋蛋白质多糖白质多糖DNADNA水解产物等不是遗传物质。水解产物等不是遗传物质。实验结论：实验结论：分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRSDNA蛋白质蛋白质多糖多糖S型活菌型活菌RDNA+DNA酶酶SR【实验二、实验二、T T2 2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验】1952年赫尔希和蔡斯以年赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，应用噬菌体为材料，应用同位素标记法。完成了同位素标记法。完成了一个有说服力的实验。一个有说服力的实验。噬菌体的模式图噬菌体的模式图资料一：资料一：在在T T2 2噬菌体的化学组噬菌体的化学组分中，分中，60%60%是蛋白质，是蛋白质

9、，40%40%是是DNADNA。对蛋白。对蛋白质和质和DNADNA的进一步分的进一步分析表明：析表明：S S仅存在于仅存在于蛋白质分子中，蛋白质分子中，99%99%的的P P都存在于都存在于DNADNA分分子中。子中。同位素示踪法同位素示踪法病毒必须寄生于活细胞病毒必须寄生于活细胞才能生存！才能生存！噬菌体噬菌体侵染细菌侵染细菌的示意图的示意图本实验最能说明本实验最能说明DNADNA是遗传物质的是遗传物质的2 2个步骤是：个步骤是：2和和6 3535S S和和3232P P分别标记了噬菌体什么物分别标记了噬菌体什么物质？为什么？用质？为什么？用1515NN、1414C C、3 3H H、181

10、8OO是否可以？为什么？是否可以？为什么？思考思考2：噬菌体的噬菌体的蛋白质蛋白质噬菌体的噬菌体的DNADNA子代中成子代中成分的来源分的来源由谁来由谁来指导合指导合成成所用材料所用材料新合成的新合成的部位及方部位及方式式在子代在子代噬菌体噬菌体中是否中是否保留保留是否进是否进入宿主入宿主细胞细胞元素组元素组成成成分成分噬菌体在细胞内复制自己的噬菌体在细胞内复制自己的DNADNA，模板是自己的，酶和原，模板是自己的，酶和原材料都是宿主细菌的，噬菌体在细胞内合成自己的蛋白材料都是宿主细菌的，噬菌体在细胞内合成自己的蛋白质外壳，模板是自己的，酶和原材料还是宿主细菌的。质外壳，模板是自己的，酶和原材

11、料还是宿主细菌的。宿主细胞宿主细胞中成分中成分噬菌体噬菌体的的DNA转录转录mRNA宿主细胞内宿主细胞内的的CHONS宿主细胞的宿主细胞的核糖体上进核糖体上进行翻译行翻译不保留不保留不进不进CHONS亲代噬菌亲代噬菌体的体的DNA和宿主细和宿主细胞中成分胞中成分噬菌体噬菌体的的DNA宿主细胞内宿主细胞内的的CHONP宿主细胞内宿主细胞内进行进行DNA的复制的复制保留保留进进CHONP用用3535S S标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌3535S S标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上清液：噬菌上清液：噬菌体外壳，放射体外壳，放射性性高高沉淀物：细菌沉淀物：细菌 放射性低放射性

12、低细菌内无放射性细菌内无放射性32S使细菌与噬菌体外使细菌与噬菌体外壳分开壳分开因为被因为被35S标记的标记的噬菌体噬菌体蛋白质外蛋白质外壳不进入细菌内。在上清液。壳不进入细菌内。在上清液。用用32p32p标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌细菌内有放射性细菌内有放射性3232P P标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上：噬菌体上：噬菌体 放放射性低射性低沉淀：细菌沉淀：细菌 高高因为被因为被32P标记的标记的噬菌体噬菌体DNA进进入细菌内。不在上清液。入细菌内。不在上清液。亲代亲代噬菌体噬菌体寄主寄主细胞内细胞内子代子代噬菌体噬菌体3232P P标记标记DNADNA有有3232

13、P P标记标记DNADNADNADNA有有3232P P标记标记3535S S标记蛋白标记蛋白质质无无3535S S标记蛋白标记蛋白质质外壳蛋白质外壳蛋白质无无3535S S结论：结论：DNADNA分子在亲子代之间具有分子在亲子代之间具有连续性连续性，是，是遗遗传物质。传物质。不能证明蛋白质不是遗传物质。不能证明蛋白质不是遗传物质。单击画面继续DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？RNARNA【实验三、烟草花叶病毒感染实验实验三、烟草花叶病毒感染实验】是烟草花叶病毒是烟草花叶病毒 遗传物质遗传物质比较核酸与遗传物质比较核酸与遗传物质核酸核酸遗传物质遗传物质原核细胞原核细胞真核细胞

14、真核细胞噬菌体噬菌体烟草花叶病毒烟草花叶病毒由此可知：由此可知：具有细胞结构的生物，核酸是具有细胞结构的生物，核酸是_ _ _，遗传物质，遗传物质是是_ _ _；不具有细胞结构的生物，核酸是；不具有细胞结构的生物，核酸是_ _ _ _ _，遗传物质是，遗传物质是_ _ _。自然界中绝大多数生物具有细胞结构，自然界中绝大多数生物具有细胞结构，DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质DNADNA和和RNARNADNADNADNADNA和和RNARNADNADNADNADNADNADNARNARNARNARNADNADNA和和RNARNADNADNADNADNA或或RNARNADNADNA或或RNA

15、RNA实验名称实验名称实验对象实验对象实验原理实验原理实验方法实验方法实验结论实验结论肺炎双球菌肺炎双球菌体内转化实体内转化实验验S S、R R型肺型肺炎双球菌；炎双球菌；小鼠小鼠S S型肺炎双球型肺炎双球菌使老鼠患菌使老鼠患败血症死亡，败血症死亡，R R型菌不致死型菌不致死对照法对照法S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌内存在内存在“转化转化因子因子”肺炎双球菌肺炎双球菌体外转化实体外转化实验验肺炎双球肺炎双球菌菌“转化因子转化因子”能使能使R R型菌转型菌转化为化为S S型型分离、提分离、提纯、鉴定纯、鉴定 DNA才是使才是使R型细菌产生稳型细菌产生稳定遗传变化的定遗传变化的物质物质噬菌体侵染噬

16、菌体侵染细菌实验细菌实验噬菌体、噬菌体、大肠杆菌大肠杆菌用示踪元素用示踪元素示踪由亲代示踪由亲代传给子代的传给子代的物质物质同位素示同位素示踪法踪法 DNA是遗传物是遗传物质质如图，病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重如图，病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成建后形成“杂种病毒丙杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是()D赫尔希通过赫尔希通过T T2 2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体侵染细菌的实验证明DNADNA是遗传物质，实验包括是遗传物质，实验包括4 4个步骤：培个步骤：培养噬菌体养噬菌体(侵染细菌侵染细菌)，3535S S和和3232P P标记噬菌标记噬菌体，放射性检测，离心分离。实验步体，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为骤的先后顺序为()A B C DC在在“噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌”的实验中，如果的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得物中，则获得侵染噬菌体侵染噬菌体的方法是的方法是()A A用含用含3535