生物必修二第三章第一节

1、第1节DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第第3章章 基因的本质基因的本质父母的许多性状为什么在我们身上出现父母的许多性状为什么在我们身上出现? ?亲亲代代雄体雄体减数减数分裂分裂雌体雌体精子精子减数减数分裂分裂卵细胞卵细胞受精受精 作用作用 受精卵受精卵 有丝有丝 分裂分裂 子子代代(2N)(2N)(N)(N)(2N) (2N) (2N)(2N)(2N)(2N)(N)(N)染色体在生物遗传中起着重要作用染色体在生物遗传中起着重要作用谁是遗传物质呢？谁是遗传物质呢？DNADNA染染色色体体蛋白质蛋白质( (一一) )、早期推测、早期推测对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测 20世纪世纪3

2、0年代年代人们认识到人们认识到 蛋白质蛋白质 是由多种氨基酸连接是由多种氨基酸连接而成的生物大分子而成的生物大分子氨基酸多种多样的排氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着列顺序，可能蕴含着遗传信息。遗传信息。 20世纪世纪20年代年代 人们认识到人们认识到 DNA 是由许多脱氧核苷是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物酸聚合而成的生物大分子大分子 脱氧核苷酸有脱氧核苷酸有4种，种，每种有一个特定的碱每种有一个特定的碱基。基。蛋白质是生物体蛋白质是生物体的遗传物质。的遗传物质。蛋白质是遗传物质的蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。观点占主导地位。 思考思考:你们认为在证明你们认为在证明DNA是遗传物质还是

3、遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？路是什么？ 必须将蛋白质与必须将蛋白质与DNADNA分开，单独、直接地观分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。证明证明DNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验格里菲思体内转化实验格里菲思体内转化实验艾弗里体外转化实验艾弗里体外转化实验 粗糙（粗糙（Rough) 无多糖荚膜无多糖荚膜 无毒性无毒性1928年，格里菲思用两种不同类型的年，格里菲思用两种不同类型的 肺

4、炎双球菌肺炎双球菌 去感染小鼠。去感染小鼠。 光滑（光滑（Smooth） 有多糖荚膜有多糖荚膜 有毒性有毒性多糖多糖荚膜荚膜型细菌型细菌型细菌型细菌C C、推论、推论加热杀死加热杀死的的S型菌型菌与与R型活菌型活菌+SS小鼠死亡小鼠死亡分离出分离出格里菲思的的体内转化实验格里菲思的的体内转化实验A A、方法、方法B B、结果、结果 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中必然含有型细菌中必然含有某种促成某种促成R R菌转化菌转化的活性物质的活性物质R型活菌型活菌小鼠小鼠小鼠正常小鼠正常S S型活菌型活菌小鼠小鼠小鼠死亡小鼠死亡杀死的杀死的S型菌型菌小鼠小鼠小鼠正常小鼠正常转化因子转化因子R在杀死的在

5、杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？ 讨论讨论: 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRSDNA蛋白质蛋白质多糖多糖S型活菌型活菌艾弗里的体外转化实验艾弗里的体外转化实验RDNA+ DNA酶酶 DNADNA是转化因子。其他物质不是。是转化因子。其他物质不是。实验结论：实验结论：肺炎双球菌的转化实验体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验 实验原理：将实验原理：将S型细菌中型细菌中的物质进行了提纯和鉴

6、定。的物质进行了提纯和鉴定。 1944年年 艾弗里（美）艾弗里（美） “转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是使才是使R型细菌产生稳型细菌产生稳定遗传变化的物质定遗传变化的物质。 实验结论实验结论1928年年 格里菲思（英）格里菲思（英） S型细菌中有一种型细菌中有一种“转化转化因子因子”能使能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌。型细菌。实验结论实验结论 实验材料：实验材料：小鼠、肺炎双球菌小鼠、肺炎双球菌结论：结论：DNA是具有转化作用的遗传物质。是具有转化作用的遗传物质。 艾弗里实验不足之处艾弗里实验不足之处?DNADNA未能提得很纯未能提得很纯, ,还有还有0.02%0.02%的蛋白

7、质的蛋白质. .噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图噬菌体侵染细菌实验噬菌体的寄生方式噬菌体的寄生方式 是一种含是一种含DNADNA的病毒，无细胞结构，专门的病毒，无细胞结构，专门寄生在活细胞内，依靠寄生在活细胞内，依靠活细胞活细胞中的物质进行中的物质进行繁殖和代谢，而不能在培养基中生存。繁殖和代谢，而不能在培养基中生存。研究方法研究方法噬菌体侵染细菌实验同位素标记法同位素标记法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA 的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（间接将（间接将DNA与蛋白质分离）与蛋白质分离）被被35S标记标记的噬菌体的噬菌体被被32P标记标记的噬菌体的噬

8、菌体被被35S标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合被被32P标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混合体与细菌混合搅拌搅拌离心离心放射性很高放射性很高放射性放射性很低很低放射性很低放射性很低放射性很高放射性很高第第I I组组: :上清液放射性很高，上清液放射性很高， 说明上清液主要成分是什么？说明上清液主要成分是什么？第第II II组组: :沉淀物中的沉淀物中的3232P P含量很高含量很高, ,说明什么说明什么? ?DNADNA进入大肠细菌中进入大肠细菌中, ,而蛋白质外壳留在了外面而蛋白质外壳留在了外面. .蛋白质蛋白质第第I I组组: :沉淀物放射性很低，直接说明了沉淀物放射性很低，直接说

9、明了? ?大肠杆菌内几乎没有被大肠杆菌内几乎没有被35S标记标记的蛋白质的蛋白质;在大肠杆菌内有被标记的在大肠杆菌内有被标记的32PDNA,PDNA,分析分析: : 噬菌体在侵染细菌时噬菌体在侵染细菌时, , 亲代噬菌体亲代噬菌体寄主细菌内寄主细菌内（大肠杆菌）（大肠杆菌）子代噬菌体子代噬菌体实验结论实验结论DNA是遗传物质是遗传物质实验结果实验结果35S32P没有被标记没有被标记35S 标记蛋白质标记蛋白质32 P 标记标记DNA无无35S标记蛋白质标记蛋白质无无32P标记标记DNA外壳蛋白质外壳蛋白质无无35SDNA有有32P标记标记噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体浸染细菌实验噬

10、菌体浸染细菌实验 实验材料：实验材料：T2 噬菌体噬菌体 1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 子代噬菌体的各种性状，是子代噬菌体的各种性状，是通过亲代通过亲代DNA遗传的，遗传的，DNA是是遗传物质遗传物质。实验结论实验结论 研究方法：放射性同位素标记法研究方法：放射性同位素标记法 组装组装 合成合成 注入注入噬菌体侵染细菌实验 吸附吸附 释放释放侵入别的细菌侵入别的细菌噬菌体侵染细菌的动态过程噬菌体侵染细菌的动态过程 在合成子代噬菌体在合成子代噬菌体DNADNA和蛋白质的过程和蛋白质的过程中，除模板中，除模板DNADNA是由亲代噬菌体提供的以外，是由亲代噬菌体提供的以外，原料、能量。酶、

11、场所等都由细菌提供。原料、能量。酶、场所等都由细菌提供。 噬菌体的蛋白质外壳的合成是在大肠杆噬菌体的蛋白质外壳的合成是在大肠杆菌内的核糖体上通过脱水缩合完成的。菌内的核糖体上通过脱水缩合完成的。证明证明DNADNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验2、实验材料：、实验材料：细菌和病毒细菌和病毒 (优点优点)3、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验1、实验设计思路：、实验设计思路： （提纯，同位素标记法等）（提纯，同位素标记法等）1 1）实验材料：）实验材料： R R型菌、型菌、S S型菌型菌2 2）格里菲思的的体内转化实验）格里菲思的的体内转化实验3 3）艾弗里的体外转化实验）艾弗里的体外转化

12、实验DNADNA是遗传物质，蛋白质不是。是遗传物质，蛋白质不是。加热杀死的加热杀死的S S型细菌中含有转化因子型细菌中含有转化因子4 4、噬菌体侵染细菌的实验：、噬菌体侵染细菌的实验：DNADNA是遗传物质是遗传物质个体小、结构简单、繁殖快个体小、结构简单、繁殖快RNARNA是遗传物质是遗传物质RNA 蛋白质蛋白质 感染感染 不感染不感染 烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟叶烟叶 烟叶烟叶 有些病毒（如烟草花叶病毒），有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有它们不含有DNA, DNA, 只含有只含有RNARNA。 在这种情况下，在这种情况下，RNARNA就起着遗传就起着遗传物质的作用物质的作用。 细胞结

13、构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物只含只含DNADNA病毒：噬菌体病毒：噬菌体只含只含RNARNA病毒病毒：SARSSARS、HIVHIV病毒、流感病毒病毒、流感病毒遗传物质是遗传物质是RNARNA理解理解”主要主要”遗传物质除了遗传物质除了DNA外，还有外，还有RNA绝大数生物的遗传物质绝大数生物的遗传物质DNA细胞生物的遗传物质为细胞生物的遗传物质为DNA病毒的遗传物质为病毒的遗传物质为DNA或或RNA（整个生物界）（整个生物界）体内有体内有DNA，DNA就是遗传物质就是遗传物质思考思考:课堂练习课堂练习 1.蛋白质不是遗传物质的原因之蛋白质不是遗传物质的原因之一是一是 ( ) A. 它的含量很少它的含量很少 B. 它不能自我复制它不能自我复制 C. 它与新陈代谢无关它与新陈代谢无关 D.它的种类很多它的种类很多 B A 3.噬菌体侵染细菌的实验证明了（噬菌体侵染细菌的实验证明了（ ）ADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 BDNA和蛋白质是遗传物质和蛋白质是遗传物