证明DNA是遗传物质的实验附教学用

1、树獭基因的本质基因的本质第一节第一节 DNADNA是主要的遗传是主要的遗传物质物质科学家已有的研究结果：有丝分裂、减数分科学家已有的研究结果：有丝分裂、减数分裂、受精作用的过程都已清楚裂、受精作用的过程都已清楚。这些研究结果表明：这些研究结果表明：染色体在遗传中染色体在遗传中具有重要作用。具有重要作用。染色体的结构染色体的结构思考：染色体思考：染色体是由什么物质是由什么物质组成？组成？蛋白质DNADNA与蛋白质与蛋白质究竟哪种是遗究竟哪种是遗传物质？传物质？一、对遗传物质的早期推测一、对遗传物质的早期推测 20 20世纪世纪20203030年代，对于遗传物质是什年代，对于遗传物质是什么，科学家

2、都有哪些观点？么，科学家都有哪些观点？ 20 20世纪世纪2020年代，对蛋白质的化学组成与年代，对蛋白质的化学组成与分子结构有一定的了解。分子结构有一定的了解。 3030年代，对年代，对DNADNA的化学组成有一定的了解，的化学组成有一定的了解，但是对但是对DNADNA的分子结构还不了解。的分子结构还不了解。DNADNA化学组成化学组成DNA全称叫全称叫 是主要是主要的遗传物质。它的基本组成单的遗传物质。它的基本组成单位是位是 .脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸。AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧

3、核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类P脱氧核糖PPP脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖S型细菌，菌体有型细菌，菌体有荚膜，有毒性。荚膜，有毒性。R型细菌，菌体无荚型细菌，菌体无荚膜，无毒性。膜，无毒性。二、肺炎双球菌转化实验二、肺炎双球菌转化实验Griffith的肺炎双球菌的肺炎双球菌体内体内转化实验转化实验(1928(1928年）年）1、将、将R型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。2、将、将S型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。结论：结论：S S型的活细菌对小鼠有毒，而型的活细菌对小鼠有毒，

4、而R R型的活细菌无毒。型的活细菌无毒。实验设计实验实验3 3说明：说明：加热杀死的加热杀死的S S型细菌对小鼠无毒害作用。型细菌对小鼠无毒害作用。实验实验4 4说明：说明：小鼠体内小鼠体内R R型型活细菌在加热杀死活细菌在加热杀死的的S S型细菌的作用下可以转化为型细菌的作用下可以转化为S S型活细菌型活细菌。 在加热杀死的在加热杀死的S型细菌中，必然型细菌中，必然存在某种活性物质存在某种活性物质转化因子转化因子，促使小鼠体内促使小鼠体内R型活细菌转化为有型活细菌转化为有毒性毒性S型活细菌。型活细菌。实验实验4 4表明：表明：Avery的肺炎球菌体外转化实验的的肺炎球菌体外转化实验的思路思路

5、选用肺炎双球菌选用肺炎双球菌为了弄清转化因子到底是什么？为了弄清转化因子到底是什么？ 将将S型细菌中的多糖、型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和蛋白质、脂类和DNA、DNADNA酶酶DNADNA等提取出来，分别与等提取出来，分别与R 型细菌进行型细菌进行混合培养。混合培养。1、实验材料：、实验材料：2、实验目的：、实验目的：3、实验操作：、实验操作：S型活细菌型活细菌多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNA DNADNA酶酶 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRRSRSAvery肺炎双球菌的体外转化实验（图解）肺炎双球菌的体外转化实验（图解）Avery的思路的思路 只有

6、加入只有加入DNADNA，R R型细菌能转化成型细菌能转化成S S型细菌；型细菌；并且并且DNADNA的纯度越高，转化就越有效。的纯度越高，转化就越有效。DNADNA是遗传物质。是遗传物质。由此可见由此可见: :科学家是设法把科学家是设法把DNADNA与蛋白质分开与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察从而单独地、直接地去观察DNADNA与蛋白质的作用。与蛋白质的作用。4、实验结果：、实验结果：5、结论：、结论： 为什么人们对为什么人们对Avery的实验结论的实验结论还表示怀疑？还表示怀疑？ Avery提取的提取的DNA中还含有少量中还含有少量的蛋白质的蛋白质（至少含（至少含0.02）。）。 为

7、此，哪两位科学家又设计了什为此，哪两位科学家又设计了什么实验来证明么实验来证明Avery的结论？的结论？精选课件n1952年，Hershey和Chase 用32P标志噬菌体DNA,用35S标志蛋白质T2噬菌体的模式图噬菌体的模式图T2噬菌体是一种专门寄生噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的在细菌体内的病毒，它的头部、尾部的外壳都由蛋头部、尾部的外壳都由蛋白质组成的，头部内含有白质组成的，头部内含有一个一个DNA分子。如图所示：分子。如图所示：问题：问题：在科学史上，是如何在科学史上，是如何知道进入的是知道进入的是“DNA”DNA”留在留在外面的是外面的是“蛋白质外壳蛋白质外壳”的？的？分

8、析：分析：可可设法将噬菌体中设法将噬菌体中的两种成分作上能区分的的两种成分作上能区分的标记，其中标记，其中蛋白质用蛋白质用3535S S标标记记，DNADNA用用3232P P标记标记，再观察，再观察它们在噬菌体繁殖过程中它们在噬菌体繁殖过程中的作用。的作用。亲代噬菌体亲代噬菌体3535S S标记蛋白质标记蛋白质寄主细胞内寄主细胞内无无3535S S标记蛋白质标记蛋白质子代噬菌体子代噬菌体外壳蛋白质没有外壳蛋白质没有3535S S三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验被感染的大肠杆菌被感染的大肠杆菌亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体子代噬菌体3232P P标记标记DNADNA无

9、32P标记DNADNADNA有有3232P P标记标记结论结论: : 噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNADNA进入到细菌的细胞中，进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。而蛋白质外壳仍留在外面。因此因此DNADNA才是真正的遗传才是真正的遗传物质。物质。亲代噬菌体亲代噬菌体子代噬菌体寄主细胞 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验（同位素示踪法）（同位素示踪法）亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细胞寄主细胞子代噬菌体子代噬菌体结论结论32P标记标记DNA 35S标记标记蛋白质蛋白质DNADNA是真正是真正的遗传物质。的遗传物质。DNADNA中有中有3232P P标记标记DNADNA中有中有32

10、32P P标记标记外壳蛋白无外壳蛋白无3535S S标记标记外壳蛋白无外壳蛋白无3535S S标记标记 假设某种假设某种病毒（例如病毒（例如烟烟草花叶病毒草花叶病毒）中不含）中不含DNADNA，只含，只含RNARNA与蛋白质与蛋白质，那么什么才是遗传物质那么什么才是遗传物质呢？你可以设计怎样的呢？你可以设计怎样的实验来证实？实验来证实？烟草花叶病毒烟草花叶病毒病毒病毒RNA病毒蛋白质病毒蛋白质正常的烟草叶正常的烟草叶感染病毒的烟草叶感染病毒的烟草叶烟草花叶病毒实验烟草花叶病毒实验烟草花叶病毒小小 结结DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明说明DNADNA是遗传物质是遗传物质的实验证据：的实验证据： 肺炎双球菌的转化实验肺炎双