1、DNA是主要的遺傳物質(上課用)孟德爾通過孟德爾通過豌豆實驗證豌豆實驗證明了生物的明了生物的性狀是由性狀是由 控制。控制。染色體染色體摩爾根通過摩爾根通過果蠅實驗證果蠅實驗證明：基因位明：基因位于于 上。上。蛋白質和蛋白質和DNADNA科學家發現：科學家發現：染色體主要組染色體主要組成成分：成成分： 。遺傳因子遺傳因子誰是遺傳物質誰是遺傳物質問題探討問題探討20世紀中葉，科學家發現染色體世紀中葉，科學家發現染色體主要是由蛋白質和主要是由蛋白質和DNA組成的。組成的。在這兩種物質中，究竟哪一種是在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？這個問題曾引起生遺傳物質呢？這個問題曾引起生物學界激烈的爭論。

2、物學界激烈的爭論。1、遺傳物質可能具有什么特點？、遺傳物質可能具有什么特點？遺傳物質必須穩定，要能貯存大量的遺傳信遺傳物質必須穩定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準確地復制，傳遞給下一代等。息，可以準確地復制，傳遞給下一代等。2、證明某一種物質是遺傳物質的可行方法、證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？有哪些？同位素標記法、分離提純法等。同位素標記法、分離提純法等。 一、對遺傳物質的早期推測一、對遺傳物質的早期推測 蛋白質蛋白質(氨基酸氨基酸)多種多樣：遺傳物質多種多樣：遺傳物質 20世紀世紀20年代：蛋白質是生物的遺傳物質年代：蛋白質是生物的遺傳物質 染色體染色體 DNA（結構不清楚）：（

3、結構不清楚）：？ DNA基本單位脫氧核苷酸基本單位脫氧核苷酸脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸A G C T20世紀世紀30年代：年代：脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸20世紀世紀30年代：年代：DNA有重要作用有重要作用多糖類莢膜多糖類莢膜R型菌：型菌：菌落粗糙菌落粗糙(Rough)(Rough)、無毒性、無毒性( (一一) )肺炎雙球菌肺炎雙球菌一、肺炎雙球菌的轉化實驗一、肺炎雙球菌的轉化實驗S型菌：菌落光滑型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒）、有毒

4、性性 ,小鼠：敗血病小鼠：敗血病（1 1）. .將將R R型活細菌注射到小鼠體內，小鼠不死亡。型活細菌注射到小鼠體內，小鼠不死亡。（2 2）. .將將S S型活細菌注射到小鼠體內，小鼠死亡。型活細菌注射到小鼠體內，小鼠死亡。2 2、實驗方法和現象、實驗方法和現象（3 3）. .將加熱殺死后的將加熱殺死后的S S型細菌注射到小鼠體內，小鼠不死亡型細菌注射到小鼠體內，小鼠不死亡（4 4）. .將將R R型活細菌與加熱殺死后的型活細菌與加熱殺死后的S S型細菌混合后注射型細菌混合后注射到小鼠體內，小鼠死亡到小鼠體內，小鼠死亡分離得到分離得到S S型型活細菌活細菌分離得到有毒分離得到有毒S S型死細菌

5、型死細菌R無毒無毒R R型活細菌型活細菌 + + 有毒有毒S S型死細菌型死細菌 小鼠死亡小鼠死亡SR R型活細菌型活細菌S S型死細菌型死細菌小鼠死亡小鼠死亡SS S型活細菌型活細菌加熱殺死的加熱殺死的S S型菌中有型菌中有“轉化因子轉化因子”！問題：問題：第四組實驗小鼠死亡的原因是？第四組實驗小鼠死亡的原因是？ 對比三、四組實驗，能得出什么結論？對比三、四組實驗，能得出什么結論？格里菲斯結論格里菲斯結論: : 加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌中含有一種型細菌中含有一種“轉化因子轉化因子”，能使，能使R R型活細菌轉化為型活細菌轉化為S S型活細菌型活細菌。沒有提到沒有提到DNADNA是轉化

6、因子是轉化因子問題：問題：格里菲斯實驗的結論是什么？格里菲斯實驗的結論是什么？ 能否證明能否證明DNADNA是遺傳物質？是遺傳物質？促進上述轉化的促進上述轉化的“轉化因子轉化因子”是什么？是什么？尋覓尋覓“轉化因子轉化因子”？你有什么樣的設計思路，你有什么樣的設計思路，關鍵關鍵是什么？是什么？S型細菌的化學組分圖型細菌的化學組分圖多糖多糖脂質脂質蛋白質蛋白質DNARNA多糖多糖脂質脂質蛋白質蛋白質DNARNA關鍵思路：將關鍵思路：將DNADNA與蛋白質等其他物質分與蛋白質等其他物質分 開，單獨、直接地觀察它們的作用。開，單獨、直接地觀察它們的作用。一、一、肺炎雙球菌轉化實驗肺炎雙球菌轉化實驗

7、體外轉化實驗體外轉化實驗分離提純分離提純S S型細菌的型細菌的蛋蛋白白質質多多糖糖脂脂質質RNA DNA 分別與分別與R R型活細菌混合培養型活細菌混合培養2 2艾弗里等科學家的實驗過程艾弗里等科學家的實驗過程通過該實驗，通過該實驗，證明了什么？證明了什么？DNA是遺是遺傳物質傳物質而蛋白質而蛋白質不是不是DNA+DNA酶酶 DNADNA是使是使R R型細菌產生穩定遺傳變型細菌產生穩定遺傳變化的物質，化的物質，DNADNA是轉化因子。是轉化因子。 以上轉化實驗表明：以上轉化實驗表明： 實驗結論：實驗結論：格里菲思推論：格里菲思推論：加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌中含有轉化因子型細菌中含有轉化

8、因子艾弗里提出的結論：艾弗里提出的結論：DNADNA才是遺傳因子，是使才是遺傳因子，是使R R型細菌產生穩定型細菌產生穩定遺傳變化的物質，即遺傳變化的物質，即DNADNA是遺傳物質是遺傳物質DNADNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質結論：結論：回顧思考：回顧思考：1 1 將有莢膜的將有莢膜的S S型肺炎雙球菌注入到小白鼠體內會導型肺炎雙球菌注入到小白鼠體內會導致小白鼠因致小白鼠因_ _ 而死亡，而無莢膜的而死亡，而無莢膜的R R型細菌注入到小白鼠體內型細菌注入到小白鼠體內_ _ ，但如果將，但如果將R R型細型細菌與加熱殺死后的菌與加熱殺死后的S S型細菌混合

9、再注入到小白鼠體內則型細菌混合再注入到小白鼠體內則_ _ ，此實驗說明，此實驗說明S S型細菌體內存在著能使型細菌體內存在著能使R R型型細菌轉化成細菌轉化成S S型細菌的型細菌的_ _ ，經實驗證明這種物，經實驗證明這種物質是質是_ _ 。患敗血癥患敗血癥小鼠正常小鼠正常小鼠死亡小鼠死亡轉化因子轉化因子DNA思考題2 2、【典型例題典型例題1 1】格里菲思和艾弗里所進行的格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌的轉化實驗，證實了（肺炎雙球菌的轉化實驗，證實了（ ） DNADNA是遺傳物質是遺傳物質 RNARNA是遺傳物質是遺傳物質 DNADNA是主要的遺傳物質是主要的遺傳物質 蛋白質不是遺傳物質蛋

10、白質不是遺傳物質 糖類不是遺傳物質糖類不是遺傳物質 A A B. B. C.C. D. D. A疑問：疑問： 由于艾弗里的實驗中提取的由于艾弗里的實驗中提取的DNA，純，純度最高時也還有度最高時也還有0.02%的蛋白質，因的蛋白質，因此，仍有人表示懷疑。此，仍有人表示懷疑。 那么要怎樣設計才能讓人無可挑剔呢？那么要怎樣設計才能讓人無可挑剔呢？ 設法把設法把DNA和蛋白質分開，然后單獨、和蛋白質分開，然后單獨、直接觀察直接觀察DNA和蛋白質的作用。和蛋白質的作用。實驗中最關鍵的設計思路實驗中最關鍵的設計思路噬噬菌菌體體二、噬菌體侵染細菌的實驗二、噬菌體侵染細菌的實驗（赫爾希、蔡斯）（赫爾希、蔡斯

11、）蛋白質蛋白質 ： DNA ：成分：成分：生活方式：生活方式：寄生寄生在大腸桿菌體內的病毒在大腸桿菌體內的病毒35S標記蛋白質標記蛋白質32P標記標記DNA噬菌體侵染細菌的動態過程：噬菌體侵染細菌的動態過程：侵染別的細菌侵染別的細菌合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附注入注入合成合成組裝組裝釋放釋放吸附吸附注入注入視頻視頻大腸桿菌提供四種脫氧核苷酸。大腸桿菌提供四種脫氧核苷酸。大腸桿菌提供氨基酸大腸桿菌提供氨基酸1、誰提供模板、誰提供模板DNA？噬菌體噬菌體2、誰合成、誰合成DNA和蛋白質的原料？和蛋白質的原料？3、誰提供場所？、誰提供場所？大腸桿菌大腸桿菌(一一)、標記噬菌體方法：同位素示蹤、標

12、記噬菌體方法：同位素示蹤(標記標記)法法返回返回v標記大腸桿菌標記大腸桿菌大腸桿菌大腸桿菌 + 含含35s s的培養基的培養基 含含 35s的大腸桿菌的大腸桿菌大腸桿菌大腸桿菌 + 含含32p的培養基的培養基 含含32p的大腸桿菌的大腸桿菌v標記標記T2噬菌體噬菌體T2噬菌體噬菌體+含含35s的大腸桿菌的大腸桿菌 含含35sT2的噬菌體的噬菌體T2噬菌體噬菌體+含含32p的大腸桿菌的大腸桿菌 含含32pT2的噬菌體的噬菌體三、噬菌體侵染細菌的實驗三、噬菌體侵染細菌的實驗 19521952返回返回離心離心離心離心1 1、 為什么選擇為什么選擇3535S S和和3232P P作標記而不選用其他的同

13、位素作標記而不選用其他的同位素? ? 2 2、 第一（二）組實驗中為什么上清液的放射性很高第一（二）組實驗中為什么上清液的放射性很高（低），沉淀物的放射性很低（高）？（低），沉淀物的放射性很低（高）？因為硫僅存在于因為硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質組分中，而磷則噬菌體的蛋白質組分中，而磷則主要存在于主要存在于 DNA的組分中。用的組分中。用14C和和18O等元素是等元素是不可行的，因為不可行的，因為 T2噬菌體的蛋白質和噬菌體的蛋白質和DNA分子分子的組分中都含有這兩種元素。的組分中都含有這兩種元素。在第一組實驗中，在第一組實驗中，35S標記的標記的T2噬菌體與大腸桿菌混合培養噬菌體與大腸桿菌混

14、合培養后，攪拌不充分，使吸附在大腸桿菌外被后，攪拌不充分，使吸附在大腸桿菌外被35S標記的噬菌標記的噬菌體蛋白質外殼沒有與大腸桿菌完全分離開，離心后進入體蛋白質外殼沒有與大腸桿菌完全分離開，離心后進入沉淀物中，使沉淀物中出現放射性沉淀物中，使沉淀物中出現放射性 。在第二組實驗中，在第二組實驗中，32P標記的噬菌體和大腸桿菌混合培養的標記的噬菌體和大腸桿菌混合培養的時間過長，噬菌體在大腸桿菌細胞內增殖后釋放出來，時間過長，噬菌體在大腸桿菌細胞內增殖后釋放出來，經離心后分布于上清液；混合培養的時間過短，有一部經離心后分布于上清液；混合培養的時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后

15、分布于分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，使上清液出現放射性上清液中，使上清液出現放射性 。標記細菌標記細菌標記噬菌體標記噬菌體噬菌體侵染細菌（短時間保溫）噬菌體侵染細菌（短時間保溫）攪拌離心攪拌離心觀察放射性的分布觀察放射性的分布“保溫保溫”：為噬菌體培養提供適宜：為噬菌體培養提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。的恒定的溫度，以保證酶的活性。 攪拌的目的：使吸附在攪拌的目的：使吸附在細菌上的噬菌體顆粒與細菌上的噬菌體顆粒與細菌分離細菌分離離心的目的：讓上清液中離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中粒，而離心管的沉淀物中

16、留下被感染的大腸桿菌。留下被感染的大腸桿菌。 內部無內部無DNADNA的噬菌體外殼的噬菌體外殼二、二、 噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗實驗過程實驗過程 噬菌體侵染細菌時噬菌體侵染細菌時, _, _進入細菌的進入細菌的細胞中，而細胞中，而_ _ 仍留在外面。因仍留在外面。因此此, , 子代噬菌體的各種性狀是通過親代子代噬菌體的各種性狀是通過親代的的_ _ 遺傳給后代的遺傳給后代的, ,因此因此_ _ 才是真才是真正的遺傳物質。正的遺傳物質。赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細菌的實驗赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細菌的實驗表明表明:DNADNADNA蛋白質外殼蛋白質外殼第二組第二組實驗實驗實驗結果及結論：

17、實驗結果及結論：第一組第一組 實驗實驗親代親代噬菌體噬菌體32P標標記記DNA35S標記標記蛋白質蛋白質大腸桿大腸桿菌內菌內有有32P標標記記DNA無無35S標標記蛋白質記蛋白質子代子代噬菌體噬菌體DNA有有32P標記標記外殼蛋白外殼蛋白質無質無35S實驗實驗結論結論DNA分分子是遺子是遺傳物質傳物質結論：噬菌體侵染細菌時，進入結論：噬菌體侵染細菌時，進入到細菌的細胞中，而蛋白質的外殼仍留到細菌的細胞中，而蛋白質的外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的傳遞的。，是通過親代的傳遞的。才是真正的遺傳物質。才是真正的遺傳物質。思考與討論思考與討論1

18、.細菌和病毒作為實驗材料，具有的優點是：（細菌和病毒作為實驗材料，具有的優點是：（1）個體）個體很小，結構簡單，容易看出因遺傳物質改變導致的結構和很小，結構簡單，容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有功能的變化。細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。（核酸和蛋白質外殼。（2）繁殖快。細菌）繁殖快。細菌2030 min就可就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。2.最關鍵的實驗設計思路是設法把最關鍵的實驗設計思路是設法把DNA與蛋白質分開，單與蛋白質分開，單獨地、直接地去觀察獨地、直接地去觀察DNA或

19、蛋白質的作用。或蛋白質的作用。3.艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養技術、物質的艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養技術、物質的提純和鑒定技術等。赫爾希采用的主要技術手段有噬菌體提純和鑒定技術等。赫爾希采用的主要技術手段有噬菌體的培養技術、同位素標記技術，以及物質的提取和分離技的培養技術、同位素標記技術，以及物質的提取和分離技術等。術等。科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發展需要科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互促進的。促進的。RNA 蛋白質侵染煙草侵染煙草RNA是遺傳

20、物質的證據三：DNA是唯一的遺傳物質嗎？RNA 蛋白質蛋白質 感染感染 不感染不感染 煙草花煙草花葉病毒葉病毒煙葉煙葉 煙葉煙葉 RNA是遺傳物質的證據是遺傳物質的證據具有細具有細胞結構胞結構的生物的生物真核生物的遺傳物質真核生物的遺傳物質原核生物的遺傳物質原核生物的遺傳物質DNA 多數病毒的遺傳物質是多數病毒的遺傳物質是DNA少數病毒的遺傳物質是少數病毒的遺傳物質是RNA絕大多數絕大多數生物的遺生物的遺傳物質是傳物質是DNADNA是是主要主要的遺傳物質的遺傳物質植物細胞中植物細胞中DNA的載體：染色體、葉綠體、的載體：染色體、葉綠體、線粒體線粒體動物細胞中動物細胞中DNA的載體：染色體、線粒

21、體的載體：染色體、線粒體所以說，染色體是所以說，染色體是DNA的主要載體。的主要載體。DNA的分布的分布原核細胞和病毒沒有染色體。原核細胞和病毒沒有染色體。例：病毒的遺傳物質是（例：病毒的遺傳物質是（ ） 人的遺傳物質是（人的遺傳物質是（ ）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNADA習題習題1 1一切生物的遺傳物質是：一切生物的遺傳物質是：( )( ) A ADNA BDNA BRNA CRNA C核酸核酸 DD蛋白質蛋白質2注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（ ） AR型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 B加熱殺死后的加熱殺死后的R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 C加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌 D加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與型肺炎雙球菌與R型細菌混合型細菌混合CD3格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌的轉化實驗，格里