DNA是主要的遗传物质

第三章基因的本质 第1节DNA是主要的遗传物质 孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由控制 染色体 摩尔根通过果蝇实验证明 基因位于上 蛋白质和DNA 科学家发现 染色体主要组成成分 遗传因子 问题探讨 20世纪中叶 科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的 在这两种物质中 究竟哪一种是遗传物质呢 1 遗传物质可能具有什么特点 遗传物质必须稳定 要能贮存大量的遗传信息 可以准确地复制 传递给下一代等 2 证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些 同位素标记法 分离提纯法等 一 对遗传物质的早期推测 蛋白质 氨基酸 多种多样 排列顺序遗传信息 20世纪20年代 蛋白质是生物的遗传物质 染色体 DNA 结构不清楚 DNA基本单位 脱氧核苷酸 脱氧核糖 磷酸 碱基 20世纪30年代 脱氧核苷酸的种类 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 20世纪30年代 DNA有重要作用 一 肺炎双球菌的转化实验 DNA是遗传物质的证明实验 直接证据 实验材料 R型和S型肺炎双球菌 粗糙Rough 光滑Smooth 有多糖荚膜 无多糖荚膜 无毒 有毒人肺炎小鼠败血症 1 将R型活细菌注射到小鼠体内 不死亡 2 将S型活细菌注射到小鼠体内 患败血症死亡 二 肺炎双球菌的体内转化实验 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 结论 S型细菌中含有一种 转化因子 能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死 结论 DNA是转化因子 DNA是遗传物质 三 艾弗里的体外转化实验 疑问 由于艾弗里的实验中提取的DNA 纯度最高时也还有0 02 的蛋白质 因此 仍有人表示怀疑 那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢 设法把DNA和蛋白质分开 然后单独 直接观察DNA和蛋白质的作用 实验中最关键的设计思路 三 噬菌体侵染细菌的实验 一 标记噬菌体方法 同位素示踪 标记 法 返回 标记大肠杆菌 大肠杆菌 含35s的培养基含35s的大肠杆菌 大肠杆菌 含32p的培养基含32p的大肠杆菌 标记T2噬菌体 T2噬菌体 含35s的大肠杆菌含35sT2的噬菌体 T2噬菌体 含32p的大肠杆菌含32pT2的噬菌体 二 实验步骤 标记细菌 标记噬菌体 噬菌体侵染细菌 搅拌离心 观察放射性的分布 一组用32P标记DNA 一组用35S标记蛋白质 1 为什么选择35S和32P作标记而不选用其他的同位素 2 第一 二 组实验中为什么上清液的放射性很高 低 沉淀物的放射性很低 高 因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中 而磷则主要存在于DNA的组分中 用14C和18O等元素是不可行的 因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素 在第一组实验中 35S标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养后 搅拌不充分 使吸附在大肠杆菌外被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开 离心后进入沉淀物中 使沉淀物中出现放射性 在第二组实验中 32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长 噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来 经离心后分布于上清液 混合培养的时间过短 有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 第二组实验 三 实验结果及结论 第一组实验 亲代噬菌体 32P标记DNA 35S标记蛋白质 大肠杆菌内 有32P标记DNA 无35S标记蛋白质 子代噬菌体 DNA有32P标记 外壳蛋白质无35S 实验结论 DNA分子是遗传物质 赫尔希和蔡斯实验结论 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 三 噬菌体侵染细菌的实验1952 返回 思考与讨论 1 细菌和病毒作为实验材料 具有的优点是 1 个体很小 结构简单 容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化 细菌是单细胞生物 病毒无细胞结构 只有核酸和蛋白质外壳 2 繁殖快 细菌20 30min就可繁殖一代 病毒短时间内可大量繁殖 2 设法把DNA与蛋白质分开 单独地 直接地去观察DNA或蛋白质的作用 3 艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术 物质的提纯和鉴定技术等 赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术 同位素标记技术 以及物质的提取和分离技术等 得花叶病 不得花叶病 四 DNA是主要的遗传物质 一 RNA是遗传物质的证据 结论 烟草花叶病毒的RNA控制其性状 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 具有细胞结构的生物 真核生物的遗传物质 原核生物的遗传物质 DNA 多数病毒的遗传物质是DNA 少数病毒的遗传物质是RNA 绝大多数生物的遗传物质是DNA 二 总结 DNA是主要的遗传物质 既含DNA又含RNA 噬菌体 烟草花叶病毒 HIV SARS病毒 植物细胞中DNA的载体 染色体 叶绿体 线粒体 动物细胞中DNA的载体 染色体 线粒体 所以说 染色体是DNA的主要载体 五 DNA的分布 原核细胞和病毒没有染色体 1 对遗传物质的最确切地描述是 A 生物体内由单核苷酸组成的一类物质B 细胞内核糖核酸和脱氧核糖核酸的总称C 能够控制生物性状遗传的物质D 具有传递 表达和改变遗传信息功能的物质 D 课堂练习 1 噬菌体外壳的合成场所是A 细菌的核糖体B 噬菌体的核糖体C 噬菌体的基体D 细菌的拟核2 噬菌体在繁殖过程中利用的原料是A 自己的核苷酸和氨基酸B 自己的核苷酸和细菌的氨基酸C 细菌的核苷酸和氨基酸D 自己的氨基酸和细菌的核苷酸 6 DNA是主要的遗传物质是指 A 遗传物质的主要载体是染色体B 大多数生物的遗传物质是DNAC 细胞里的DNA大部分在染色体上D 染色体在遗传上起主要作用7 在肺炎双球菌的转化实验中 使R型活菌转化成S型活菌的转化因子是 A 荚膜B 蛋白质C 多糖D S型细菌的DNA 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 A B B 35s 31P32P DNA是遗传物质 B D D C A 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 课后练习 基础题1 1 2 2 C 3 D 拓展题1 实验表明 噬菌体在感染大肠杆菌时 进入大肠杆菌内的主要是DNA 而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面 因此 大肠杆菌裂解后