DNA是主要的遗传物质课件

DNA是主要的遗传物质科学家们通过分析发现：染色体中含有DNA和蛋白质两种成分。生物体的遗传物质是DNA还是蛋白质呢？遗传物质确定的过程实验者、材料、过程、原理、操作方法、现象、结论共有三个经典的实验：1、肺炎双球菌转化实验（①格里菲思体内转化实验②艾弗里的体外转化实验）2、赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌试验3、烟草花叶病毒侵染烟草的实验。每个实验必须把握以下内容：肺炎双球菌的转化实验(一)格里菲思的实验1.实验材料:小鼠、两种肺炎双球菌多糖类荚膜无毒无多糖类的荚膜有多糖类的荚膜有毒，可致死R型细菌S型细菌可使人患肺炎或使小鼠患败血症（体内转化实验）菌落表面粗糙菌落表面光滑肺炎双球菌转化实验S型细菌R型细菌光滑Smooth粗糙rough有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有毒性，可致死无毒性菌落菌体毒性败血症是病菌侵入血流循环而发生的全身性感染。细菌可在血中大量繁殖而引起全身中毒症状，致病菌可随血流到各器官组织造成迁徙性病灶。

（1）临床表现：寒战、高热、头痛、呕吐、呼吸加快、心率增速等；严重者出现神志改变或感染性休克；肝脾肿大，以瘀点为主的皮疹，大关节疼痛或红肿。病程长者常发生迁徙性病灶或脓肿，少数可有黄疸。

（2）实验室检查：血白细胞计中粒细胞比例增多，血培养有致病菌生长。

小资料实验结论活R+有毒S型死细菌小鼠死亡有毒S型死细菌

小鼠正常

有毒S型活细菌

小鼠死亡

无毒R型活细菌

小鼠正常肺炎双球菌的转化实验第一组第三组Textinhere第二组第四组已经加热杀死的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。1、体内转化实验S型活细菌S菌被加热杀死，是因为S菌的蛋白质变性失活；但其中DNA加热过程中双螺旋解开，氢键被打开，温度降低后，其结构恢复。热稳定性DNA>Pro

▲转化的实质是----基因重组S型细菌的DNA与R型细菌的DNA之间实现了重组，因此，从变异类型看，该过程属于基因重组。在杀死的S型细菌中含有哪些物质？多糖脂类蛋白质RNADNA加热杀死的S型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？

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。R型细菌二、艾弗里确定转化因子的实验R型细菌只长R型菌只长R型菌R型细菌S型菌R型细菌S型菌的DNAS型菌的蛋白质或荚膜多糖S型菌的DNA+DNA酶

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。

以上转化实验表明：

DNA是遗传物质。

实验结论：体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌小鼠(体内)培养基(体外)实验结果加热后杀死的S型细菌能使R型细菌―→S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌―→S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系①所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA③两个转化实验都遵循对照原则和单一变量原则

1.格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。2．格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有，但是R型多，也就是说转化率较低。DNA越纯，转化率越高。艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知(

)实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(经DNA酶处理)R型A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子D．①～④说明DNA是主要的遗传物质C1．(2011·广州检测)1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了(

)①S型细菌的性状是由DNA决定的②在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中③DNA是遗传物质④S型细菌的DNA是遗传物质，R型细菌的DNA不是遗传物质⑤蛋白质和多糖不是遗传物质⑥蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用A．①②③ B．①②③⑤C．①②③⑤⑥ D．①②③④⑤⑥C2．肺炎双球菌转化实验证明了(

)A．基因位于染色体上B．染色体是遗传物质的主要载体C．DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D．在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质【解析】肺炎双球菌转化实验即包括体外转化也包括体内转化。肺炎双球菌转化实验中，格里菲思实验的结论是已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的活性物质(转化因子)。艾弗里的实验进一步证明了DNA是遗传物质，多糖、脂质、蛋白质、DNA水解产物等不是遗传物质。C3．(2011·徐州模拟)“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是(

)A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化D1.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：①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（）存活，存活，存活，死亡B.存活，死亡，存活，死亡C.死亡，死亡，存活，存活D.存活，死亡，存活，存活答案：D三、噬菌体侵染细菌的实验(一)T2噬菌体的模式图专门寄生在大肠杆菌体内的病毒在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。三、噬菌体侵染细菌的实验(二)T2噬菌体侵染细菌的过程吸附首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面三、噬菌体侵染细菌的实验(二)T2噬菌体侵染细菌的过程吸附注入然后，噬菌体把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外不起作用。三、噬菌体侵染细菌的实验(二)T2噬菌体侵染细菌的过程吸附注入合成噬菌体的DNA在细菌体内，利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质。三、噬菌体侵染细菌的实验(二)T2噬菌体侵染细菌的过程吸附注入合成组装这些新合成的DNA和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。三、噬菌体侵染细菌的实验(二)T2噬菌体侵染细菌的过程吸附注入合成组装释放最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。大肠杆菌核糖体(3)合成蛋白质：原料：场所：大肠杆菌的氨基酸(1)模板：噬菌体DNA。(2)合成DNA的原料：三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明赫尔希和蔡斯1.实验者：2.实验方法：放射性同位素标记法噬菌体组成蛋白质的元素：组成DNA的元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记32P）（标记35S）用14C和18O等同位素标记可行吗？不行。因为在噬菌体的蛋白质和DNA分子中的组分中都含有这两种元素。三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明3.实验过程：(1)标记细菌大肠杆菌＋含有32P的培养基

含有32P的大肠杆菌大肠杆菌＋含有35S

的培养基含有35S的大肠杆菌(2)标记噬菌体含有32P的大肠杆菌＋噬菌体含有32P的噬菌体含有35S的大肠杆菌＋噬菌体含有35S的噬菌体(3)然后用含32P的噬菌体和含35S的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短时间的保温后，搅拌离心.离心离心三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明4.实验结果与分析蛋白质含有35S标记的噬菌体的感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中。说明(1)DNA含有32P标记的噬菌体的感染实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。说明(2)体侵染细菌时蛋白质外壳留在细菌外面。噬菌菌体侵染细菌时DNA进入细菌的细胞中。噬三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明4.实验结果与分析第一组实验第二组实验亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体35S标记蛋白质32P标记DNA无35S标记蛋白质无32P标记DNA蛋白质外壳无35SDNA有32P标记

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表明:该实验可同时证明：①DNA分子具有相对稳定性。②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。③DNA能控制蛋白质的生物合成。但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。

实验步骤：1.标记大肠杆菌：2.标记噬菌体：3.标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌：4.搅拌离心培养液：上清液（培养液）沉淀物（大肠杆菌含子代噬菌体）5.观察放射性三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明5.实验误差分析用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含有32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量放射性，原因是：(1)①保温时间过短，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保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。三、噬菌体侵染细菌的实验(三)实验证明5.实验误差分析用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含有35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：(2)由于搅拌不充分，有少量35S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。侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要（）A细菌的DNA和氨基酸B噬菌体的DNA及氨基酸C细菌的DNA和噬菌体的氨基酸D噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D下列只含一种核酸的生物是（）A．病毒 B．酵母菌C．小麦 D．变形虫A用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应是()A、子代噬菌体DNA；B、子代噬菌体蛋白质外壳C、子代噬菌体所有部分；D、子代噬菌体不含32P用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应()A、随细菌的解体而消失；B、发现于噬菌体外壳和DNA中C、仅发现于噬菌体的DNA中；D、仅发现于噬菌体的外壳中AB关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(

)A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质C1．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是(

)A．本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．本实验选用噬菌体做实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC．实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白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35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质B2．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代菌体中35S和32P的分布规律是(

)A．外壳内有35S和32S，核心内只含有32PB．外壳内只有32S，核心内只含有32PC．外壳内有35S和32S，核心内含有32P和31PD．外壳内只有32S，核心内都含有31PD3．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DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是(

)A．二者都应用同位素示踪技术B．二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C．艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照D．二者都诱发了DNA突变BDNA是唯一的遗传物质吗？后来的研究证明，遗传物质除了DNA以外，还有RNA，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒四、RNA是遗传物质的实验证据(一)烟草花叶病毒蛋白质RNA（TMV）(二)烟草花叶病毒侵染烟草实验蛋白质RNA侵染侵染不感染病毒感染病毒四、RNA是遗传物质的实验证据(三)实验结论在烟草花叶病毒中，亲代和子代的连续性物质是RNA，不是蛋白质。烟草花叶病毒的RNA控制其性状，即RNA是遗传物质。五、生物的遗传物质

遗传物质DNARNA生物种类结果结论所有细胞生物及部分病毒部分病毒绝大多数生物的遗传物质是DNA少数生物的遗传物质是RNADNA是主要的遗传物质4．只要有DNA，DNA就为遗传物质；没有DNA，只有RNA，RNA才为遗传物质。1.一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。

2．凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。

3．大多数病毒的遗传物质是DNA称为DNA病毒(如噬菌体)；只有极少数病毒的遗传物质是RNA，称为RNA病毒。

(2)同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。遗传物质的探究方法(1)分离提纯：肺炎双球菌的转化实验。缺点：物质纯度不能保证是100%。

(3)病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗