核酸是遗传物质的证据(公开课)

1、专题八专题八 核酸是遗传物质的证据核酸是遗传物质的证据 20世纪初期，世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于明了：基因位于 染色体 上。上。 20世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：染色体主科学家发现：染色体主要由要由 蛋白质和蛋白质和DNA （成分）组成。（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体 19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由了生物的性状是由 遗传因子遗传因子 控制的控制的?（一）染色体的化学组成（一）染色体的化学组成 DNA 染色体染色体 蛋白质蛋白质 RNA 蛋白质含量约为蛋白质含量约为DNA的二倍的二倍,

2、RNA含含量很少量很少,还不到还不到DNA量的量的10%蛋白质和蛋白质和DNADNA， 谁是遗传物质谁是遗传物质? ?DNA的分布的分布（二）（二）DNA是遗传物质的间接证据是遗传物质的间接证据主要在细胞核中主要在细胞核中细胞质内细胞质内染染色色体体总结：总结：1、DNA通常只在核中的染色体上找到（但线粒通常只在核中的染色体上找到（但线粒体和叶绿体中也存在）体和叶绿体中也存在） 。2、同一物种的每个细胞核的、同一物种的每个细胞核的DNA含量基本相同，含量基本相同，即质和量都是恒定的。而且精子的即质和量都是恒定的。而且精子的DNA含量含量正好是体细胞的一半。正好是体细胞的一半。3、各类生物中，能

3、改变、各类生物中，能改变DNA结构的化学物质都结构的化学物质都可引起突变可引起突变（三）（三）DNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据方法：方法：T2噬菌体噬菌体噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体的成分中，噬菌体的成分中，只有只有DNA和蛋白质和蛋白质两种物质。两种物质。 T2噬菌体属于细菌噬菌体属于细菌病毒，营专性寄生病毒，营专性寄生生活，它的专一宿生活，它的专一宿主为大肠杆菌。主为大肠杆菌。实验一实验一 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验（1）猜测：进入细胞的是猜测：进入细胞的是DNA，蛋白质外壳留在细胞外。，蛋白质外壳留在细胞外。噬菌体侵染大肠杆菌时，什么物质进入

4、宿主细胞内？噬菌体侵染大肠杆菌时，什么物质进入宿主细胞内？电子显微镜下的大肠杆菌和噬菌体电子显微镜下的大肠杆菌和噬菌体噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程：吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放侵入别的细菌侵入别的细菌结论：结论：噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌细胞内噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌细胞内结论：结论：DNA进入细菌细胞内进入细菌细胞内对结果的分析对结果的分析(1)用用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一的放射性。但实验实际结果悬

5、浮液中也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：值略低。原因有二：保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。代，经离心后分布于悬浮液。二者均会使上层液有一定放射性。二者均会使上层液有一定放射性。(2)用用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上标记的噬菌体侵染大肠

6、杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细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。中出现少量的放射性。实验结论实验结论(1)本实验能说明本实验能说明DNA是遗传物质，但不能是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。说明蛋白质不是遗传物质。(2)间接证明的问题间接证明的问题DNA能够自我复制，使前后代保持一定能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能控制蛋白质

7、的生物合成，从而能能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢的过程和性状。但本实验够控制新陈代谢的过程和性状。但本实验不能证明不能证明“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”。1下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验有关叙述正确的是有关叙述正确的是A本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的的培养基中获得的培养基中获得的B本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和组成只有蛋白质和DNAC实验中采用搅拌和离心等手段是

8、为了把实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白和蛋白质分开再分别检测其放射性质分开再分别检测其放射性D在新形成的噬菌体中没有检测到在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗说明噬菌体的遗传物质是传物质是DNA而不是蛋白质而不是蛋白质 2、若若1个个35S标记的大肠杆菌被标记的大肠杆菌被1个个32P标记的标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体()A一定有一定有35S，可能有，可能有32P B只有只有35SC一定有一定有32P，可能有，可能有35S D只有只有32PA3.3.某科学家做某科学家做“噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位

9、素时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质( (如下表所示如下表所示) )。产生的产生的n n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。被标记物质被标记物质 噬菌体噬菌体 细菌细菌 DNADNA或脱氧核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸 3232P P标记标记 3131P P标记标记 蛋白质或氨基酸蛋白质或氨基酸 3232S S标记标记 3535S S标记标记 (1)(1)子代噬菌体的子代噬菌体的DNADNA应含有表中的应含有表中的 和和 元素，各占元素，各占 个和个和 个。个。(2)(2)子代噬菌体中，

10、只含子代噬菌体中，只含3232P P的有的有 个；只含个；只含3131P P的有的有 个；个；同时含有同时含有3232P P、3131P P的有的有 个。个。(3)(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有子代噬菌体的蛋白质分子中都没有 元素，由此说元素，由此说明明 ；子代噬菌体蛋白质都含有子代噬菌体蛋白质都含有 元素，这是因为元素，这是因为 。 31P32Pn20n-2232S噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内35S子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内内35S标记的氨基酸为原料合成的标记的氨基酸为原料合成的1、肺炎双球菌的类型、肺

11、炎双球菌的类型实验二实验二 肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验光滑（光滑（smooth)粗糙粗糙(rough)有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有毒性，可致死有毒性，可致死无毒性无毒性S型细菌型细菌R型细菌型细菌菌落菌落菌体菌体毒性毒性2、肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 （1 1）格里菲思的转化实验）格里菲思的转化实验 肺炎双球菌类型：肺炎双球菌类型： 实验现象：实验现象： 结论：加热杀死的结论：加热杀死的S S型球菌的型球菌的“转化因子转化因子”能使能使R R型活球菌转化成型活球菌转化成 球菌，且性状可遗传。球菌，且性状可遗传。S S型型S型活细菌型活细

12、菌多糖多糖脂类脂类DNARNA蛋白质蛋白质DNA水解物水解物分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRRSRS（2）埃弗里的转化实验）埃弗里的转化实验 只有只有DNADNA才能使才能使R R型菌发生转化，即型菌发生转化，即DNADNA是遗传物是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。质，蛋白质不是遗传物质。肺炎双球菌转化实验的实质是：两种类型细菌间的肺炎双球菌转化实验的实质是：两种类型细菌间的基因重组基因重组。项目项目 体内转化实验体内转化实验 体外转化实验体外转化实验 实验者实验者 格里菲思格里菲思 埃弗里及其同事埃弗里及其同事培养细菌培养细菌用小鼠用小鼠( (体内体内) ) 用培养基用

13、培养基( (体外体外) )实验原则实验原则R R型细菌与型细菌与S S型细菌的型细菌的毒性对照毒性对照 S S型细菌各成分作用的相互型细菌各成分作用的相互对照对照 实验结果实验结果 加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌+R+R型细菌型细菌S S型细菌型细菌 S S型细菌的型细菌的DNA+RDNA+R型细菌型细菌S S型细菌型细菌实验结论实验结论S S型细菌体内有型细菌体内有“转化转化因子因子” S S型细菌的型细菌的DNADNA是遗传物质是遗传物质 两实验联系：两实验联系：所用材料相同，都是所用材料相同，都是R R型和型和S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是

14、基础，仅说明S S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”，体外转化实验进一步证明体外转化实验进一步证明“转化因子转化因子”是是DNADNA两实验都遵循对照原则、单一变量原则两实验都遵循对照原则、单一变量原则 1某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：个实验：S型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入R型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入S型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷

15、却加入加入R型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4个实验中的小鼠存活的情况依次是个实验中的小鼠存活的情况依次是 ()A存活，存活，存活，死亡存活，存活，存活，死亡 B存活，死亡，存活，死亡存活，死亡，存活，死亡C死亡，死亡，存活，存活死亡，死亡，存活，存活 D存活，死亡，存活，存活存活，死亡，存活，存活D 2、艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 () A重组重组DNA片段，研究其表

16、型效应片段，研究其表型效应 B诱发诱发DNA突变，研究其表型效应突变，研究其表型效应 C设法把设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应 D应用同位素示踪技术，研究应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子在亲代与子代之间的传递代之间的传递C3.肺炎双球菌中的肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，型具有多糖类荚膜，R型型则不具有。下列叙述错误的则不具有。下列叙述错误的是是 A.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌的多糖类物型细菌的多糖类物质，能产生一些具荚膜的细菌质，能产生一些具荚膜的细菌 B.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌型细菌DNA的完全的完全水解产物

17、，不能产生具荚膜的细菌水解产物，不能产生具荚膜的细菌 C.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌型细菌DNA，能产，能产生具荚膜的细菌生具荚膜的细菌 D.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌的蛋白质，型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的细菌不能产生具荚膜的细菌实验三实验三 烟草花叶病毒的感染和重建实验烟草花叶病毒的感染和重建实验RNA（核糖核酸）（核糖核酸） 有些病毒（如有些病毒（如烟草花叶病毒烟草花叶病毒），它们），它们不不含有含有DNA, 只只含有含有RNA。 在这种情况下，在这种情况下，RNA就起着遗传物质就起着遗传物质的作用。的作用。烟草花叶病毒（TMV）被病毒感染的烟草叶片被病毒感染的烟草叶片RNA蛋白质蛋白质4 4、分析、分析“烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验”实验证明：烟草花叶病毒（实验证明：烟草花叶病毒（TMVTMV）的遗传物质是）的遗传物质是RNARNA(TMV(TMV）蛋蛋白白质质RNARNA分离分离分离分离重组重组重组重组感染新的