内容正文:
(
高中生物必修
2
模块
(
20
19教材
·
人教版
)
助学清单
)
(
《遗传与进化》
)
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期预测:
时间
认 识
结 论
20世纪20年代
人们已认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列形成不同的蛋白质。
这使人们很自然地想到,氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息。大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代
人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子,以及脱氧核苷酸的化学组成。
由于对DNA的结构没有清晰的了解,认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、DNA是遗传物质的证据:
(一)肺炎链球菌的转化实验:
1.肺炎链球菌的种类:
类型
有无荚膜
菌落特点
有无致病性
S型细菌
菌体有多糖类的荚膜
菌落表面光滑
有致病性
R型细菌
菌体无多糖类的荚膜
菌落表面粗糙
无致病性
2.实验
(1)体内转化实验:
①时间:1928年
②实验人:英国科学家格里菲思
③实验过程、现象及结论:
组别
实验过程
现 象
结 论
推论(假设)
第一组
给小鼠注射R型活细菌
小鼠不死亡
R型活细菌无毒
已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
第二组
给小鼠注射S型活细菌
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌。
S型活细菌有毒性
第三组
给小鼠注射加热致死的S型细菌
小鼠不死亡
加热杀死后的S型细菌无毒性
第四组
将R型活细菌与加热致死后的S型细菌混合后注射
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌。
从小鼠尸体中分离出S型活细菌,其后代也是S型细菌。
④疑问:转化因子是什么物质呢?
(2)体外转化实验:
①时间:20世纪40年代
②实验人:美国科学家艾弗里和他的同事
③实验过程、现象及结论:
项目
第一组
第二至第四组
第五组
实验
过程
将加热致死的S型细菌破碎后,除去绝大部分糖类、蛋白质、脂质,制成细胞提取物
加蛋白酶(或RNA酶、脂酶)
加DNA酶
分别加入有R型细菌的培养基中
现象
细胞提取物有转化活性
(培养基中不仅有R型细菌,还出现的S型细菌)
细胞提取物失去转化活性
(培养基中只长R型细菌)
结论
转化因子很可能是DNA, DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
【知识解析】本实验除能够证明DNA是遗传物质这一结论外,还能证明蛋白质、糖类、脂质等成分不是遗传物质。
(二)噬菌体侵染细菌的实验:
1.时间:1952年
2.实验人:赫尔希和蔡斯
3.实验技术:放射性同位素标记技术
4.实验材料-T2噬菌体:
(1)定义:是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
(2)结构及成分:头部和尾部的外壳由蛋白质构成,头部含有DNA。
5.实验过程、现象及结论:
(
实验过程
标记
噬菌体
在分别含
35
S和
32
P培养基中培养大肠杆菌,再用该大肠杆菌培养T
2
噬菌体
蛋白质被
35
S标记的噬菌体
DNA被
32
P标记的噬菌体
侵染细菌
用以上两种被标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌
搅拌、离心
①
短时间保温。
②
在搅拌器中搅拌(目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。)
③
离心(目的是上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。)
检 测
检测上清液和沉淀物中的放射性物质
实验现象
上清液的放射性很高,沉淀物的放射性很低。
新形成的噬菌体中未检测到
35
S。
上清液的放射性很低,沉淀物的放射性很高。
新形成的部分噬菌体中检测到
32
P。
分 析
噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌细胞,蛋白质外壳留在外面。
子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。
结 论
DNA是遗传物质。
)
【知识解析】
1.在“噬菌体侵染细菌的实验”中,为什么用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,而不用C、H、O、N来标记?
提示:因噬菌体的蛋白质中含有DNA中没有的特殊元素S,所以用35S标记蛋白质;DNA中含有蛋白质中没有的P元素,所以用32P标记DNA。而C、H、O、N4种元素是DNA和蛋白质中共有的元素,所以不能用这4种元素来标记DNA和蛋白质。
2.“噬菌体侵染细菌的实验”能不能证明蛋白质不是遗传物质?
提示:不能,因为该过程中噬菌体的蛋白质外壳没起作用。
3.“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”能否证明DNA是主要的遗传物质?
提示:不能,因为这一结论是相对于RNA而言的,这两个实验中并没有涉及到RNA。
三、