内容正文:
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
蛋白质
染色体
那么在这两种物质中,究竟哪一种是遗传物质呢?
DNA
蛋白质的结构特点
DNA的结构特点
脱氧
核糖
碱基
磷酸
A
G
C
T
脱氧核苷酸
胞嘧啶C
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链。
绝大多数生物细胞中,DNA由两条脱氧核苷酸链形成。
A
T
G
C
A
T
G
C
磷酸二酯键
氢键
实验材料:
两种肺炎双球菌
一、肺炎双球菌转化实验
6
多糖类荚膜
特点类型 菌落 荚膜 毒性
S型
R型
光滑
有
有
粗糙
无
无
肺炎双球菌
1.格里菲斯肺炎双球菌转化实验
和R型活菌
为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内,导致小鼠死亡?
转化
思考
R型活菌
S型活菌
S型活菌
细菌发生转化,且性状的转化可以遗传。
培养
和R型活菌
已经被加热杀死的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。
格里菲思实验的结论是什么?
实验推论:
究竟哪一个才是转化因子呢?
多糖
加热杀死的S型细菌
脂质
蛋白质
RNA
DNA
假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质?
讨论:
2.艾弗里确定转化因子的实验
多
少
实验结论:
_____才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,即_____是转化因子,是遗传物质。
DNA
DNA
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呢?
必须将DNA与蛋白质等其他物质分离,单独、直接地观察它们的作用。
思考
二、噬菌体侵染细菌的实验
1952年,赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙的实验:
放射性同位素标记
实验材料:
T2噬菌体、大肠杆菌
新技术:
噬菌体的结构模式图
60%
40%
噬菌体侵染细菌的过程:
侵入别的细菌
侵入
合成
吸附
组装
释放
小资料1:
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌(细菌)体内的病毒。
T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的增殖。
在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明:
硫(S)仅存在于蛋白质分子中,
99%的磷(P)都存在于DNA分子中。
小资料2:
离心
离心
Ⅰ
Ⅱ
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内。
用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质
离心
Ⅰ
用放射性同位素32P标记噬菌体DNA
说明DNA进入到细菌的细胞中。
离心
Ⅱ
23
子代噬菌体的各种性状是通过亲代_____遗传的。
DNA
DNA是遗传物质。
实验结论:
Ⅰ
Ⅱ
实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验
实验思路 设法将DNA与其他物质区分开,单独地、直接地研究它们各自的作用
设计原则 对照原则和单一变量原则
处理方式
的区别 直接分离法:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型活细菌混合培养。 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)。
实验结论 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。 DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质。
艾弗里肺炎双球菌转化实验vs噬菌体侵染细菌实验
肺炎双球菌转化实验 格里菲思小鼠体内转化实验 转化实质
实验推论 加热杀死的S型菌中含有一种“转化因子”。
艾弗里体外转化实验 实验关键 将蛋白质、其他物质与DNA分离开,单独、直接地观察它们的作用。
实验结论 DNA是遗传物质
噬菌体侵染细菌实验 同位素示踪法 标记DNA
标记蛋白质外壳
侵染过程 吸附—注入—合成—组装—释放
噬菌体复制条件 提供模板DNA
提供氨基酸和核苷酸
蛋白质合成的场所:核糖体
实验结论 DNA是遗传物质
基因重组
噬菌体
大肠杆菌
32P
35S
目前,已有充分的科学研究资料证明,绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。
DNA是唯一的遗传物质吗?
遗传物质的类型
有些病毒(如烟草花叶毒),它们不含有DNA,只含有RNA。
在这种情况下,RNA就起着遗传物质的作用。
DNA是主要的遗传物质
1.凡是有细胞结构的生物,它们的遗传物质都是DNA。
2.无细胞结构的生物——病毒
(1)只含有DNA的病毒,遗传物质是DNA ,(如噬菌体,乙肝病毒,天花病毒);
(2)只含有RNA的病毒,遗传物质是RNA ,(如烟草花叶病毒,艾滋病病毒,流感病毒,SARS病毒)。
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