内容正文:
3.1 DNA是主要的遗传物质
衡阳市第八中学
高一生物备课组
1
对遗传物质的早期推测
1
孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制
摩尔根通过果蝇实验证明基因位于染色体上
科学家发现:染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性
究竟蛋白质和DNA,哪个才是生物的遗传物质?
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对遗传物质的早期推测
1
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子,氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传消息。
因此,当时大多数科学家认为蛋白质是遗传物质
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对遗传物质的早期推测
1
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
但由于对DNA分子的结构没有清晰的了解,人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
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大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
第一个提出挑战的是艾弗里
艾弗里
格里菲思
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肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
2
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无毒性
表面光滑 Smooth
表面粗糙 rough
多糖类的荚膜
有
无
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第一组
不死亡
说明R型细菌无毒
第二组
死亡
说明S型细菌有毒
第三组
不死亡
说明加热致死的S型细菌无毒
第四组
死亡
说明R型细菌转化成了S型细菌
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
2
R型细菌和少量S型活细菌
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R 型活细菌
转化成S 型活细菌
格里菲思的实验说明了:
肺炎链球菌体内转化实验(格里菲思)
2
S 型死菌某种物质
转化因子
究竟是什么物质呢?
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自然条件下的转基因——天然转基因
1.S型细菌能转化成R型细菌吗?
答:可以的,当S型细菌丢失荚膜以后就变成R型,这非常常见,当然这只是“表型变异”,“基因型”并未改变。例如,在人体体内肺炎链球菌可产生荚膜,但是在人工培养传代后,荚膜非常容易丢失,菌落变为R型。为了保障在体外也能使肺炎双球菌产生荚膜,多采用含血清、NaHCO3和CO2的条件下培养。
只要是在临床实验室做过的都知道,细菌在体外产生荚膜是比较困难的,要模拟体内的条件。
“荚膜的形成与环境条件密切相关。一般在动物体内或含有血清或糖的培养基中容易形成荚膜,在普通培养基上或连续传代则易消失。”
2.这种性状的转化是可以遗传的。
肺炎链球菌体外转化实验(艾弗里)
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第二至四组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
S型细菌
R型细菌
肺炎链球菌体外转化实验(艾弗里)
3
蛋白酶(或RNA酶、酯酶)
第一组
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
混合
S型细菌
R型细菌
第五组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
DNA酶
只长R型细菌
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结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质;
2.被转化的R型菌只是少量,转化效率不高;
1.实验表明,S型细菌细胞提取物中的转化因子很可能就是DNA;
肺炎链球菌体外转化实验(艾弗里)
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自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理”
与常态比较,人为增加某种影响因素的称为加法原理。例如在必修一酶一节中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,与对照组相比,实验组分别做了加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理,利用了“加法原理”;
与常态相比,人为去除某种影响因素的称为减法原理。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,这利用了“减法原理”。
科学方法
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与常态比较,人为增加某种影响因素的称为加法原理。例如在必修一酶一节中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,与对照组相比,实验组分别做了加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理,利用了“加法原理”;与常态相比,人为去除某种影响因素的称为减法原理。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,这利用了“减法原理”。
12
有没有比细菌更简单的实验材料及更有说服力的实验呢?
1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记的新技术,完成了另一个更具有说服力的实验。
艾弗里实验最大的困难是,如何彻底去除细胞中含有的其它物质。
赫尔希
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