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第一节 DNA是主要的遗传物质,科学家是怎样证明DNA是遗传物质的?,1928年格里菲思的肺炎双球菌实验 1940年艾弗里研究肺炎双球菌的转化因子的实验 1952年赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,实 验 一 肺炎双球菌转化实验,分离出,动画,格里菲思(1928)肺炎双球菌转化实验(体内转化),1、R型菌注射小鼠 小鼠不死亡,2、S型菌注射小鼠 小鼠死亡,3、加热杀死的S型菌注射小鼠 小鼠不死亡,4、(S型死菌+R型活菌)注射小鼠 小鼠死亡,格里菲思的肺炎双球菌转化实验(体内转化),S型死菌中含有一种“转化因子”,能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。,结论:,“转化因子”是何物质?,艾弗里的肺炎双球菌转化实验(体外转化),艾弗里的肺炎双球菌转化实验(体外转化),S型菌,DNA R型菌,蛋白质R型菌 R型菌,多糖R型菌 R型菌,S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。,结论:,R型菌,S型菌,DNA DNA酶 R型菌 R型菌,DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,荚膜,S基因,DNA,S型细菌,加热,细胞破坏,片段保持完整,R型细菌,S基因吸附进 入R型细菌,S基因,R型细菌转化 成S型细菌,肺炎双球菌转化实验的实质,实 验 二 噬菌体侵染细菌的实验,资料: 在T2噬菌体的化学组分中,60%是蛋白质,40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明:S仅存在于蛋白质分子中,99%的P都存在于DNA分子中。,如何标记噬菌体?,32P,35S,噬菌体,噬菌体,侵染,噬菌体侵染细菌,(动画过程),动画1,T2噬菌体侵染细菌过程,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,进入细菌内部的是噬菌体的DNA 。,结论:DNA是遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验,DNA是唯一的遗传物质吗?,TMV(烟草花叶病毒),蛋白质外膜,RNA,侵染,烟草叶,引起 病症,HRV(车前草病毒),蛋白质外膜,RNA,侵染,引起 病症,烟草叶,RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。,核酸是一切生物的遗传物质,核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的,因此DNA是主要的遗传物质。 DNA主要存在于染色体上,因此,染色体是遗传物质的主要载体。,RNA也是遗传物质(少数病毒),只要是有DNA,就以DNA为遗传物质。 当只有RNA时,才以RNA为遗传物质。,烟草花叶病毒,DNA是主要的遗传物质,核酸,蛋白质,本节主要内容,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,遗传物质应具有怎样的特点?,遗传物质必定能够进行自我复制 (传递) 能够控制蛋白质的合成,并通过控制蛋白质的合成来影响生物的性状。(表达) 结构相对稳定,不易变化 (存储) 能够产生可遗传的变异(改变),作为遗传物质至少要具备以下4个条件: (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; (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; (3)具有贮存大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,而且突变以后还能继续复制,并能遗传给后代。 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

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