讲课：DNA是主要的遗传物质.ppt

,第一节：DNA是主要的遗传物质,第3章：基因的本质,染色体在传宗接代过程中的稳定性和连续性,说明染色体在生物的遗传中起着重要作用,染色体=DNA+蛋白质，遗传物质是DNA，还是蛋白质？,归纳染色体在有性生殖生物生活史中的变化规律。,结论1,新问题,（雄）,（雌）,单击画面继续,应具备以下四个特点： 在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己； 能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢； 具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力； 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。,作为遗传物质的条件：,二：遗传物质确定的过程,实验者、材料、过程、原理、操作方法、现象、结论,共有三个经典的实验： 1、肺炎双球菌转化实验（格里菲斯体内转化实验艾弗里的体外转化实验） 2、赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌试验 3、烟草花叶病毒侵染烟草的实验。 每个实验必须把握以下内容：,肺炎双球菌,？,细菌,选材,活体生物、结构简单、繁殖速度快,由S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。,人患肺炎或小鼠患败血症,光滑,菌体有多糖类的荚膜,S型,不患病,粗糙,菌体没有多糖类的荚膜,R型,对宿主影响,菌落,个体,特征,肺炎双球菌的类型和对应特征,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,1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。,2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。,【实验一、肺炎双球菌的转化（体内）实验】,3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。,4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。,？,格里菲斯：,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？,结论2,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,格里菲斯：加热杀死的S型菌含有促成转化的活性物质“转化因子”,转化的实质是-基因重组,转化因子实际上就是S菌体内控制荚膜产生的基因！ S菌被加热杀死，是因为S菌的蛋白质变性失活；但其中 DNA加热过程中双螺旋解开，氢键被打开，温度降低后，其结构恢复。热稳定性DNAPro,任务3,想一想：如何设计实验判断是DNA、蛋白质还是多糖是遗传物质？,【实验一、肺炎双球菌 的转化（体外）实验】,必须坚持的设计原则也是该实验的成功之处：单因子变量原则,单因子变量原则：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等分离提取出来，分别与R型活细菌进行混合，单独观察它们的作用。,实验者： 艾弗里 在格里菲斯实 验基础上完成,艾弗里的体外转化实验,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。蛋白质多糖DNA水解产物等不是遗传物质。,实验结论：,(3)实验结果是 (4)实验结论是,只有DNA与R型活细菌进行混合，才能使R型细菌转化为S型细菌,(1)该实验的设计思路是 (2)实验中的实验组以及对照组是,单因子变量原则：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等分离提取出来，分别与R型细菌进行混合，单独观察它们的作用。,实验组：DNA与R活菌单独培养。其它都是对照组。用DNA酶破坏了DNA的结构，然后去实验，看它是否能完成转化作用也是对照。,转化因子是DNA；DNA是遗传物质；蛋白质多糖DNA水解产物等不是遗传物质。,转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA）而表现出后者的遗传性状或发生遗传性状改变的现象。,1在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计是( ) A将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养发现R型细菌转化为S型细菌 B将无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌 C从加热杀死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，混合加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌 D从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌才转化为S型细菌,随堂双基4：(2009济宁模拟)在肺炎双球菌的转化实验中，将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，则此过程中小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项( ),新问题,DNA纯度不够，是否是0.02%的蛋白质在起传作用呢，如何获取单独的DNA或者蛋白质进行实验？,赫尔希 蔡斯,同位素示踪法,【实验二、T2噬菌体侵染细菌实验】,噬菌体的模式图,资料一： 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。,同位素示踪法,病毒必须寄生于活细胞才能生存！,噬菌体侵染细菌的示意图,噬菌体只有DNA进入细菌，却能释放出子代噬菌体。所以噬菌体的DNA复制以及蛋白质外壳的合成都是在细菌体内利用细菌的场所和原料合成进而组装的。,本实验最能说明DNA是遗传物质的2个步骤是：,2和6,噬菌体在细胞内复制自己的DNA，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质外壳，模板是自己的，酶和原材料还是宿主细菌的。,宿主细胞中成分,噬菌体的DNA转录mRNA,宿主细胞内的CHONS,宿主细胞的核糖体上进行翻译,不保留,不进,CHONS,亲代噬菌体的DNA和宿主细胞中成分,噬菌体的DNA,宿主细胞内的CHONP,宿主细胞内进行DNA的复制,保留,进,CHONP,【实验二、T2噬菌体侵染细菌实验】,首先用含放射性同位素（如32P）的培养基培养 ，然后再用上述细菌培养 ，就可得到含放射性元素（如DNA分子中含32P）的T2噬菌体。,思考1 :制备含放射性同位素T2噬菌体的方法：,细菌,噬菌体,首先用含放射性同位素（如35S）的培养基培养 ，然后再用上述细菌培养 ，就可得到含放射性元素（如蛋白质外壳中含35S）的T2噬菌体。,细菌,噬菌体,如何制备32P标记的噬菌体？,如何制备35S标记的噬菌体?,32P标记的噬菌体DNA位置：,35S标记的噬菌体蛋白质位置：,思考： 35S和32P分别标记了噬菌体什么物质？为什么？用15N、14C、3H、18O是否可以？为什么？ 能否用32P和35S标记同一个噬菌体来进行实验？,分别标记！,思考2：,用35S标记噬菌体后侵染细菌,35S标记 噬菌体,+细菌,搅拌,离心,上清液：噬菌体外壳，放射性高 沉淀物：细菌 放射性低,细菌内无放射性,32S,使细菌与噬菌体外壳分开,为什么？,因为被35S标记的噬菌体蛋白质外壳不进入细菌内。在上清液。,沉淀物中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？,搅拌离心不充分。,时间限制要严格：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。,用32p标记噬菌体后侵染细菌,细菌内有放射性,32P标记噬菌体,+细菌,搅拌,离心,上：噬菌体 放射性低 沉淀：细菌 高,因为被32P标记的噬菌体DNA进入细菌内。不在上清液。,上清液中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？,因为被32P标记的噬菌体可能还没有完成侵染过程，或者子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中显示放射性。,为什么？,时间限制要严格：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。,结论4,结论：DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质。 不能证明蛋白质不是遗传物质。,2赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：培养噬菌体(侵染细菌)，35S和32P标记噬菌体，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为( ) A B C D,3在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染噬菌体的方法是( ) A用含35S的培养基直接培养噬菌体 B用含32P的培养基直接培养噬菌体 C用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体 D用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体,作业手册5(2010江苏南京期末调研)某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，对噬菌体的DNA用32P标记，让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，最后释放出100个噬菌体，则下列说法正确的是( ) A噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质 B最后释放出的100个噬菌体中，有98个噬菌体的DNA含32P C标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养噬菌体 D标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体,例2.下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答：,对下列可能出现的实验误差进行分析： 实验测定，发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原因是 。 当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中发现有放射性，其最可能的原因是 。,因为被32P标记的噬菌体可能还没有完成侵染过程，,含有32P子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中显示放射性。,单击画面继续,DNA是唯一的遗传物质吗？,是烟草花叶病毒 遗传物质,RNA,【实验三、烟草花叶病毒感染实验】,结论5,.下图所示为烟草花叶病毒侵染烟草实验的示意图。请据图分析回答：,（1）在丙组实验中观察到现象是 结论是 。 （2）在乙组实验中观察到现象是 ，结论是 。 （3）甲组实验的目的是 。,对照,出现病株，并能从中提取出完整的病毒,RNA是遗传物质,不出现病株,蛋白质外壳不 是遗传物质,.比较核酸与遗传物质,由此可知： 具有细胞结构的生物，核酸是_ _，遗传物质是_ _；不具有细胞结构的生物，核酸是_ _ _，遗传物质是_ _。 自然界中绝大多数生物具有细胞结构，DNA是主要遗传物质。,DNA和RNA,DNA,DNA和RNA,DNA,DNA,DNA,RNA,RNA,DNA和RNA,DNA,DNA或RNA,DNA或RNA,作业手册9：如图，病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成“杂种病毒丙”，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( ),总结论,DNA是主要的遗传物质 只有RNA病毒是以RNA为遗传物质,实验成功的关键,设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。,细胞结构生物,原核生物 真核生物,遗传物质是DNA,非细胞结构生物,（遗传物质是RNA）,只含DNA病毒： 只含RNA病毒：,侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要（ ） A 细菌的DNA和氨基酸 B 噬菌体的DNA及氨基酸 C 细菌的DNA和噬菌体的氨基酸 D 噬菌体的DNA和细菌的氨基酸,D,作业手册10下列是生物学发展史上的几个重要实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是( ) A验证光合作用释放的氧全部来自水 B噬菌体侵染细菌的实验 C肺炎双球菌的转化实验 D研究分泌蛋白的合成分泌途径,C,下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程证实的是( ) A蛋白质不是遗传物质 B DNA是遗传物质 C染色体是遗传物质的主要载体 D在不含DNA的生物体内，RNA是遗传物质,B,随堂双基7已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的，但不清楚干叶病毒的核酸种类，试设计实验探究之。 实验原理：(略) 实验材料：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、其他必需器材。 (1)