DNA是主要的遗传物质(公开课)

课题目标,1、分析“肺炎双球菌的转化实验”的原理和过程，得出相应的结论2、分析“噬菌体侵染细菌的实验”的原理和过程，得出相应的结论3、说出“烟草花叶病毒的感染实验”的原理和过程，得出相应的结论4、概述人类对遗传物质的探索过程，并得出“DNA是主要的遗传物质”结论,知识背景对遗传物质的早期推测,20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。到了20世纪30年代，通过对DNA的研究，人们逐渐意识到DNA的重要性，但是由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。,一、肺炎双球菌的转化实验,实验材料：,肺炎双球菌（R型、S型）,粗糙(rough),无荚膜,无毒,光滑(smooth),有荚膜,有毒,1、体内转化实验（英格里菲思）P53-54,（1）实验过程和结果（2）实验结论：,在S型菌中存在某种促成这一转化的活性物质转化因子.,转化因子究竟是什么物质呢？,2、体外转化实验（美艾弗里等）P54,DNA是转化因子，即DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。,设法把DNA和蛋白质等分开,单独地、直接地去观察它们的作用。,（1）实验思路,（2）实验过程和结果,（3）实验结论：,深化拓展一：肺炎双球菌转化实验的理解,外源DNA与受体细胞DNA之间的重组（基因重组），使受体细胞获得了新的遗传信息。,3、两实验的联系：,在一定温度范围内，加热不会导致DNA变性。,2、转化：,转化因子,转化的实质：,转化的效率与DNA纯度关系,1、加热：,材料、实验原则、关系,二、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）P55,3、实验材料：,T2噬菌体,2、实验方法：,同位素标记（示踪）法,蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,（标记32P）,（标记35S）,S,P,1、实验思路：,同前,4、实验过程及结果：,5、实验结论：,DNA是遗传物质,搅拌、离心；,用未标记的大肠杆菌培养标记的T2噬菌体；,用35S和32P分别标记T2噬菌体；,放射性检测,深化拓展二：噬菌体侵染细菌实验的理解,1、实验结论：,不能证明蛋白质不是遗传物质；,间接证明：（1）DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；（2）DNA控制蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。,2、同位素标记法的应用,深化拓展三：两个经典实验的比较,1、相同实验思路：,设法将DNA和其他物质分开，单独地，直接地研究各自是否具有遗传功能,2、都遵循相同的实验设计原则对照原则,3、处理的方法不同：直接分离和同位素标记法,4、实验结论的细微差别,烟草花叶病毒（TMA）、车前草病毒（HRV）流感病、脑炎病毒、新城鸡瘟病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）等均无DNA，主要成分是蛋白质和RNA。,小资料,研究发现烟草花叶病毒（简称TMV）的化学组成是蛋白质和RNA，它能使烟草感染而发生花叶病。参照“肺炎球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的设计思路，设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么。,实验步骤：,预期结果：,相应结论：,实验假设：,RNA是遗传物质,2、分别用它的蛋白质和RNA侵染烟草，观察其是否发生花叶病,烟草花叶病毒的RNA能烟草能使用烟草发生花叶病，而蛋白质不能,1、将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。,（说明：科学家的实验结果和结论正是如此。）,生物,有细胞结构,无细胞结构,真核生物（含DNA、RNA）,原核生物（含DNA、RNA）,病毒,DNA病毒,RNA病毒,遗传物质是RNA,遗传物质是DNA,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此,DNA是主要的遗传物质。,本节聚焦,科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？为什么说DNA是主要的遗传物质？,1928年格里菲思提出S型肺炎球菌含有使R型肺炎球菌转化的因子,1944年艾弗里等人证明了转化因子(遗传物质)是DNA,1952年赫尔希和蔡斯进一步证明遗传物质是DNA,1956年格勒和施拉姆证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,DNA是主要的遗传物质,再见,多糖脂类蛋白质RNADNADNA+DNA酶,分别与R型活细菌混合培养,RRRRRSR,S型活细菌,RS,艾弗里确定转化因子的实验,实验证明，转化率与供体菌细胞的DNA纯度有关，DNA越纯，转化率也就越高。,转化的实质,噬菌体的增殖：,吸附,释放,思考：如何标记？,1、标记细菌A细菌+含35S的培养基含35S的细菌B细菌+含32P的培养基含32P的细菌,2、标记噬菌体a噬菌体+含35S的细菌含