第三章基因的本质.ppt

第三章基因的本质,DNA是主要的遗传物质,第1节,本节聚焦科学家是怎么样证明DNA是遗传物质？为什么说DNA是主要的遗传物质？,DNA是主要的遗传物质,格里菲思：肺炎双球菌（体内）转化实验,艾弗里：肺炎双球菌（体外）转化实验,赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染细菌实验,烟草花叶病毒感染实验,S型细菌中含有一种转化因子，能使R型菌转化为S型菌使小鼠死亡。,转化因子是DNA，DNA是遗传物质。,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。,艾弗里的实验引起了人们的注意，但艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时还有0.02%的蛋白质。,针对上述资料，你能否对该实验提出质疑？,【敢于质疑】,噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。,实验材料：大肠杆菌T2噬菌体,噬菌体侵染细菌的实验,噬菌体的结构模式图,注意：病毒是非细胞结构的生物，离开细胞不能单独培养。,T2侵染大肠杆菌过程如下：,吸附,用尾部的末端吸附在细菌表面,注入,释放出溶菌酶，破坏细菌的局部，噬菌体DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳留在外面。,复制、合成,在噬菌体DNA指导下，以细菌体内的核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳。,组装,一个蛋白质外壳装入一个噬菌体DNA分子，组成一个新的噬菌体。,释放,细菌破裂，释放出多个噬菌体,噬菌体侵染细菌的过程：,噬菌体侵染细菌实验,吸附,注入,合成,组装,释放,噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？,噬菌体是在DNA的作用下完成在细菌体内的增殖的。,子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？,DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的,分别用35S和32P这两种同位素标记噬菌体的蛋白质和DNA。,2、怎样才能让噬菌体的蛋白质和DNA上被相应同位素标记上？,噬菌体侵染细菌的实验,材料处理：,讨论：,1、为什么？,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。,2、标记方法：,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,1、实验过程中搅拌和离心的目的什么？2、用被35S标记的噬菌体和被32P标记的噬菌体分别去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，上清液和沉淀物分别是什么物质？,噬菌体侵染细菌的实验,搅拌：使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离离心：让上层清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌,上层清液：T2噬菌体颗粒沉淀物：被感染的大肠杆菌,（2）实验过程：,蛋白质含35S的噬菌体,+细菌(未标记),上清液(含T2噬菌体颗粒),沉淀(被感染的细菌和新形成的噬菌体),说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内,用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质,-含放射性物质35S,-未检测到35S,用放射性同位素32P标记内部DNA,DNA含32P的噬菌体,+细菌(未标记),(T2噬菌体颗粒),新形成的噬菌体中,说明DNA进入到细菌内去了,-未检测到32P,-检测到32P,实验过程及结果：,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,有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,在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此，DNA才是真正的遗传物质。,噬菌体侵染细菌的实验,实验结论：,以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点?个体小,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.繁殖快.,思考与讨论,这些实验中共同的实验设计思路是什么?设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。,注意：在搅拌和离心之前,为什么只是短暂保温培养？,如果保温培养时间过长，会造成噬菌体释放出来，对实验造成影响。但是时间如果过短也不行，这样可能噬菌体没有充分注入。,用放射性同位素32P标记内部DNA,DNA含32P的噬菌体,+细菌(未标记),(T2噬菌体颗粒),新形成的噬菌体中,时间过长或者过短上层清液中也能检测到放射性32P,-未检测到32P,-检测到32P,两个经典实验比较：,将DNA、蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用,对照、单一变量,直接分离,间接分离（同位素标记）,DNA是遗传物质，蛋白质不是DNA能产生可遗传的变异,DNA是遗传物质DNA指导蛋白质的合成,在细胞核里的染色体是由蛋白质和DNA组成的。但蛋白质的含量和结构都不够稳定，而且本身不能够进行复制，因此不能够充当遗传物质。,单击画面继续,再想一想，蛋白质能否作为遗传物质？,DNA的分布,（所以说，染色体是DNA的主要载体）,单击画面继续,单击画面继续,DNA是唯一的遗传物质吗？,此实验证明:,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，蛋白质不是遗传物质,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。,单击画面继续,目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都以是DNA作为遗传物质的。,DNA主要的遗传物质,课堂小结,_是一切生物的遗传物质，核酸包括_.细胞生物的遗传物质是_，病毒的