DNA是主要的遗传物质课件

第3章基因的本质,第一节DNA是主要的遗传物质,染色体由DNA和蛋白质构成。那么DNA和蛋白质谁是遗传物质呢？,染色体在生物遗传中起着重要作用,作为遗传物质应该具备以下几个条件：,1、结构稳定，能够精确地复制自己；,2、能储存巨量的遗传信息（即大分子化合物），并能在前后代之间传递遗传信息；,3、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；,4、能产生可遗传的变异。,20世纪二三十年代人们对蛋白质和DNA的认识水平如何？1、对蛋白质的认识水平：认识到蛋白质是由许多种氨基酸连接成的生物大分子。2、对DNA的认识水平：还不清楚DNA的结构，只知道它是由4种脱氧核苷酸连接成的大分子。当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？当时大多科学家认为蛋白质是主要遗传物质。,一、对遗传物质的早期推测,1928年，英国的格里菲思用一种细菌肺炎双球菌做了感染小鼠的实验。,R型菌（无毒，无荚膜）,S型菌（有毒，有荚膜）,二、DNA是遗传物质的证据,S型细菌,R型细菌,光滑Smooth,粗糙rough,有多糖类的荚膜,无多糖类的荚膜,有毒性，可致死,无毒性,菌落,菌体,毒性,(一)英格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,.将无毒性的型菌注射到小鼠体内,.将有毒性的型菌注射到小鼠体内,.将加热杀死的型菌注射到小鼠体内,.将加热杀死的型菌和无毒性的型菌混合后注射到小鼠体内,注意：加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性（又称复性）,使小鼠患败血症而死亡注明：这种性状的转化是可以遗传的,R型细菌,因为:,为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？,思考,已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质转化因子,格里菲思实验的结论是什么?,实验设计寻找转化因子：,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,但究竟哪一个才是转化因子呢？,假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明:转化因子是什么物质?,讨论:,在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？,必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。,提出问题,实验方案：,2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否有S型细菌出现.,1、从活的S型细菌中分离，提取出各种成分，(DNA、蛋白质和多糖等物质),DNA、蛋白质和其他物质谁是遗传物质?,作出假设:,实施方案验证预测,预期效果：,DNA是遗传物质,只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌,分析结论,实验材料：,两种类型的肺炎双球菌(R型和S型),实验过程及结果：,S型活细菌,DNA的纯度越高，转化就越有效,1944，美艾弗里确定转化因子的实验(体外转化实验）,DNA是使R型细菌产生稳定变化的物质DNA是转化因子。,以上转化实验表明：,DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。,实验结论：,肺炎双球菌的转化实验的实质：外源DNA与受体DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。DNA越纯，转化效率越高。,背景资料：,可是，艾弗里的实验不但没有使科学界接受反而引起了科学界许多人怀疑。,终于在1952年，由美国科学家赫尔希和蔡斯找到了一种理想的实验材料T2噬菌体,通过噬菌体侵染细菌的实验从而证实了,科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信念，为进一步明确、探索而奋斗。,在1949年艾弗里及同事将DNA中蛋白质的污染降到0.02%，但仍未能改变人们的观点。,是否有更好的实验材料,可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？,、结构：,2、增殖特点：,T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在的作用下，利用的物质来合成，进行增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。,自身遗传物质,大肠杆菌体内,自身的组成成分,头部和尾部外壳：,头部内部：,蛋白质,DNA,（三）噬菌体侵染细菌的实验,3.噬菌体侵染细菌的过程,3.噬菌体侵染细菌的过程：,侵染别的细菌,注入,合成,组装,释放,吸附,1、肺炎双球菌的类型及特点？2、格里菲思的体内转化实验的结论是什么？3、艾弗里的体外转化实验的结论是什么？4、在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？5、噬菌体结构组成？侵染细菌的过程包括那几步？6、噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，合成子代噬菌体所用的原料是什么？合成噬菌体的蛋白质外壳的场所是什么？,复习提问,1、研究方法：,同位素标记法,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）,标记噬菌体方法：,在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌,分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体,S,P,一、噬菌体侵染细菌的实验,？,？,搅拌目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,被感染的大肠杆菌,2、实验结果：,第一组实验,第二组实验,亲代噬菌体,35S标记蛋白质,32P标记DNA,寄主细胞内,无35S标记蛋白质,无32P标记DNA,子代噬菌体,外壳蛋白质无35S,DNA有32P标记,实验结论,DNA分子具有连续性，是遗传物质,2）.想一想：这一结果还说明了什么？,说明侵染细菌的是噬菌体的DNA，而不是蛋白质,子代噬菌体体内有亲代噬菌体的DNA，但没有其蛋白质,1）.想一想：这一结果说明了什么？,DNA才是真正的遗传物质（DNA能在前后代之间稳定、连续的传递，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。）,3.噬菌体侵染细菌实验的结论：,思考：噬菌体侵染细菌的实验结果说明DNA具备遗传物质必备的哪些特点？,DNA能复制、能控制蛋白质合成、具有连续性.,能不能说明蛋白质不是遗传物质？原因？,DNA是遗传物质，遗传物质就是DNA？,DNA（脱氧核糖核酸）主要的遗传物质目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物(有细胞结构)都是以DNA作为遗传物质的。,RNA（核糖核酸）有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。,烟草花叶病毒,二、RNA也可是遗传物质,分析“烟草花叶病毒重建实验”,实验证明：烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA，蛋白质不是遗传物质,此实验证明:,RNA是烟草花叶病毒和车前草病毒的遗传物质,生物的性状是由遗传物质控制的，是通过蛋白质来体现的,思考:,DNA或RNA,DNA,DNA；RNA,2、烟草的遗传物质是什么？烟草花叶病毒呢？,DNA,1、动物和人体的遗传物质是什么,3、细菌的遗传物质是什么？,4、一切生物的遗传物质是什么？,5、病毒的遗传物质是什么？,核酸,细胞生物:,DNA,RNA仅限于某些病毒的遗传物质烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒,DNA病毒（只有DNA，无RNA）,DNA、RNA同时存在（细胞核、细胞质）,DNA是主要的遗传物质,遗传物质,课堂小结,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。,课堂练习,1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是()A.它的含量很少B.它不能自我复制C.它与新陈代谢无关D.它的种类很多,B,2、病毒的遗传物质是（）；细菌的遗传物质是（）A、DNAB、RNAC、DNA和RNAD、DNA或RNA,D,A,3、地球上的一切生物的遗传物质都是（)：A.核酸B.核苷酸C.脱氧核糖核酸D.核糖核酸,A,4、注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）A、R型肺炎双球菌B、加热杀死后的R型肺炎双球菌C、加热杀死后的S型肺炎双球菌D、加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合,D,5、下列、均是遗传物质应具有的特点。噬菌体侵染细菌实验能够直接证实DNA作为遗传物质具有的特点是（）分子结构具有相对的稳定性能够自我复制，保持前后代的连续性能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能产生可遗传的变异ABCD6、下列只含一种核酸的生物是（）A病毒B酵母菌C小麦D变形虫,D,A,7、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（）DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质蛋白质不是遗传物质糖类不是遗传物质DNA能产生可遗传的变异A、B、C、D、,A,8、噬菌体外壳的合成原料直接来自于（）A细菌B噬菌体C原噬菌体外壳降解D环境,A,9、噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要:()A.噬菌体的DNA和氨基酸B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸C.细菌的DNA和氨基酸D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸,B,10噬菌体侵染细菌的过程中，能说明DNA分子是遗传物质的关键步骤是（）噬菌体将自己的DNA注入到细菌体内噬菌体的DNA利用细菌体内的成分复制出DNA和蛋白质外壳新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体释放子代噬菌体ABCD,C,11、用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌解体后含32P的是（）A、子代噬菌体DNAB、子代噬菌体所有部分C、子代噬菌体蛋白质外壳D、子代噬菌体不含32P12、若用15N，35S，32P标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能找到的放射性元素为（）A可在外壳中找到15N和35SB可在DNA中找到15N和32PC可在外壳中找到15ND可在DNA中找到15N，32P和35S,A,B,13、用同位素32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，用此噬菌体侵染细菌，被侵染的大肠杆菌破裂释放大量的噬菌体，这些噬菌体的DNA和蛋白质分子含有的元素分别中（）A、DNA中都含有31P，蛋白质都含有32SB、DNA中都含有32P，蛋白质都含有32SC、DNA中都含有3