DNA是主要的遗传物质

必修2,第1节DNA是主要的遗传物质,遗传物质必须具备的特点,1、具有存储巨大数量信息的可能2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制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、分子结构相对稳定（但特殊情况下能产 生变异）,一、肺炎双球菌的转化实验,1、 肺炎双球菌种类,多糖荚膜,S型细菌,R型细菌,S,R,2、格里菲思转化实验(体内转化),注入R型活细菌，小鼠不死亡。,注入S型活细菌，小鼠死亡。,R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入，小鼠死亡。,注入加热杀死的S型细菌，小鼠不死亡。,实验结论： 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，这种转化因子将无毒性的R型活菌转化为有毒的S型活细菌。,实验结果：从第四组小鼠体内分理处S型活细菌,特别提示 1、加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。 2、 转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。,3、艾弗里转化实验(体外转化),S型细菌,分别与R型活细菌培养,R型,R型,R型与S型,分 离,多糖,蛋白质,DNA,DNA酶,R型,实验结果：只有加入DNA才转化； DNA越纯，转化越有效； 用DNA酶处理DNA，不再转化。,实验结论:S型细菌的DNA才是是R型细菌产生 稳定遗传变化的物质。 转化因子是DNA 即DNA才是遗传物质,注意：艾弗里体外转化实验的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察他们的作用,方法突破：1、格里菲思的体内转化实验，只能说明被杀死的S型细菌体内含有转化因子，但不能说明转化因子是什么（是体外转化实验的基础)；艾弗里的体外转化实验除可以证明DNA是遗传物质外，还可以证明：（1）多糖、脂质、蛋白质、RNA、DNA水解产物等不是遗传物质；（2）DNA能引起可遗传的变异2、以上实验遵循了实验设计的对照原则，增强了结果的科学性和可信度。例如：体内转化实验中，注射R型活细菌与注射S型活细菌相对照，说明S型活细菌有毒性；体外转化实验中，自变量为多糖、脂质、蛋白质、RNA、DNA等，这几组实验互相对照；为了进一步验证DNA是遗传物质，自变量DNA和DNA水解产物互为对照，即从S型活细菌中提取DNA使其分解，则不能完成转化实验。,4、体内转化实验和体外转化实验的比较,艾弗里的实验有什么不足之处？,受技术限制DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。,二、噬菌体侵染细菌实验,噬菌体浸染细菌实验,实验材料：T2 噬菌体,子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传的，DNA是遗传物质，蛋白质不是。,研究方法：放射性同位素标记法,噬菌体的结构模式图,二、噬菌体侵染细菌实验,T2噬菌体的特点(1)结构：外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA。(2)生活方式：寄生于大肠杆菌内。(3)增殖特点：在自身DNA的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。,二、噬菌体侵染细菌实验,噬菌体侵染细菌的动态过程,研究方法,二、噬菌体侵染细菌实验,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 35S ）,（标记 32P）,二、噬菌体侵染细菌实验,培养大肠杆菌,培养T2噬菌体,噬菌体-蛋白质（ 35S）,32P,35S,培养大肠杆菌,培养T2噬菌体,噬菌体-DNA（ 32P）,二、噬菌体侵染细菌实验,标记噬菌体的方法,二、噬菌体侵染细菌实验,三、噬菌体侵染细菌实验,35S,32P,想一想：这一结果说明了什么?,二、噬菌体侵染细菌实验, 用 放射性同位素35S 标记噬菌体 蛋白质外壳,子代噬菌体,二、噬菌体侵染细菌实验,35S,无35S,亲代噬菌体,想一想：这一结果说明了什么?, 用 放射性同位素32P 标记噬菌体内部 DNA,32P,子代噬菌体,二、噬菌体侵染细菌实验,亲代噬菌体,有 32P,想一想：这一结果又说明了什么?,DNA是遗传物质,实验结果,二、噬菌体侵染细菌实验,35S,32P,没有被标记,35S 标记蛋白质,32 P 标记DNA,无35S标记蛋白质,无32P标记DNA,外壳蛋白质无35S,DNA有32P标记,目 录,噬菌体侵染细菌的实验分析2实验思路及方法S是蛋白质特有的元素，P是DNA特有的元素，用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。,3侵染特点及过程(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。(2)噬菌体侵染细菌要经过吸附注入合成组装释放五个过程。4实验结论：DNA是遗传物质。5噬菌体侵染细菌实验说明(1)DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。(2)DNA能控制蛋白质的生物合成。,禽流感病毒的蛋白质外壳的合成场所是什么？,提示：在家禽体细胞的核糖体上。,噬菌体侵染细菌实验误差分析：上清液和沉淀物中为何都有放射性？1、用被32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验最终结果显示在离心后的上清液中，也有一定的放射性，而下层的放射性却比理论值略低。原因有二：(1)保温时间过短，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（2）从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。2、若用被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量被35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。,三、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较1实验设计思路比较,2、实验结论(或目的)比较 肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。噬菌体侵染细菌的实验还能间接证明的结论：1、DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；2、DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制细胞代谢过程和性状。,四、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建 烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：,(1)实验一,四、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。,四、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,(2)实验二,RNA,2DNA是主要的遗传物质普遍性规律(1)一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。(2)凡细胞生物(不论是真核生物