2.3.1 DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。 讨论： 你认为遗传物质应该具有什么特点？ 要想说明某一种物质是遗传物质，你认为可以采用哪些方法？ 问题探讨 新遗传物质赋予新的性状表现 遗传物质从亲代传递到子代 课件创意@小狗啃骨头（刘永生） 课件引用图片仅限于教学用途 我们已经明确了基因在染色体上。在20世纪中叶的时候，科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题在生物学界曾经引起激烈的争论。你认为作为遗传物质应该具有什么特点呢？如果我们想要证明某种物质是遗传物质，可以采用什么方法呢？作为遗传物质，应该能够控制生物体的性状，由于生物的性状是复杂多样的，控制生物性状的遗传物质必然应该含有丰富的遗传信息。另一方面，亲代的遗传物质可以通过复制随后传递到子代中去，从而保证亲子代之间的遗传信息的连续性，使亲子代能够具有相似的特征，这同时也要求遗传物质本身应该是比较稳定的，不容易发生变化，同时子代有时还会出现完全异于亲代的性状，这表明遗传物质的稳定性是相对而言的，还具有发生变异的可能。考虑到生命活动主要是由蛋白质承担的，遗传物质储存的遗传信息必然应该能够指导蛋白质的合成。要想证明一种物质是遗传物质，那么它就应该满足出上述特点，那么，我们就可以利用上述特点进行演绎推理，然后设计实验对演绎推理的结果进行检验。其中的两个特点，比较容易拿来设计实验：一个就是可以利用遗传物质能够能够生物的性状，这意味着生物体获得新的遗传物质时就可能相应也获得新的性状，但是怎样让生物体获得新的遗传物质，这却是一个难题，幸运地是，科学家在偶然机缘中居然碰到了这种情况。另一个就是可以利用遗传物质在亲子代之间具有连续性，亲代会向子代传递遗传物质，我们可以通过实验分析亲代向子代传递了哪些物质，遗传物质肯定就在这些物质之中。 1 早期推测蛋白质是遗传物质，这是因为： 蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可以代表丰富的信息 对DNA结构认识不足 2.3.1.1 对遗传物质的早期猜测 列文：DNA是链状的四核苷酸重复 课件创意@小狗啃骨头（刘永生） 课件引用图片仅限于教学用途 但是早期我们上述的两种实验方案在当时的条件下也无法开展，这时候就纯粹靠科学家的想象力了。这时候，科学家普遍认为蛋白质是遗传物质。这是因为：科学家当时已经清楚蛋白质是由氨基酸链接而成的大分子，不同的蛋白质分子中氨基酸的排序是不同的，这种排序可以代表足够丰富的信息。另一方面，人们对DNA的结构认识却不是很清楚，当时研究DNA结构的权威列文认为，DNA是由四核苷酸单元不断重复连接而成的长链分子。所谓四核苷酸单元，就是图示这样的结构，它刚好是由四个核苷酸连接而成的，并且四个核苷酸的碱基各不相同，A、T、G、C各有一个。许多这样的四核苷酸单元重复连接，就形成了长链的DNA分子。由于列文假定了DNA是四核苷酸的不断重复，所以DNA分子中就只有一种四核苷酸的排序，无非承载大量的信息，因此无法作为遗传物质使用。 2 S型肺炎链球菌有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。R型肺炎链球菌缺乏多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。 R型细菌感染人或动物时，容易被吞噬细胞吞噬并杀死，因此R型细菌不具有致病性。S型细菌的荚膜可以抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主细胞内生活并繁殖，因此具有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。 S型细菌 R型细菌 课件创意@小狗啃骨头（刘永生） 课件引用图片仅限于教学用途 人们第一次认识到DNA可以作为遗传物质源自肺炎链球菌的转化实验，这是实验是由艾弗里等人做的。不过对肺炎链球菌转化的研究在艾弗里之前就已经开展了。肺炎链球菌有可以根据荚膜的有无区分为S型和R型。S型肺炎链球菌含有多糖类的加墨，在培养基上形成的菌落表面是光滑的，也就是smooth，这也是S型名称的由来。而R型肺炎链球菌缺乏多糖类的荚膜，在培养基上形成菌落是粗糙的，也就是Rough，这也是R型名称的由来。R型细菌感染人或者动物时，容易被吞噬细胞吞噬并杀死，因此不具有致病性。S型细菌的荚膜可以抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于其在宿主细胞内生存和繁殖，因此具有致病性，可以导致人和小鼠患肺炎，小鼠还会并发败血症从而引起死亡。科学家通过免疫学方法发现肺炎链球菌可以区分为不同的品系，每个品系的肺炎链球菌都有R型和S型之分 3 1. 注入活的S型细菌 3.注入加热杀死的S型细菌 4.注入加热杀死的S型 细菌＋活的R型细菌 分离出S型细菌 格里菲斯的体内转化实验 2.注入活的R型细菌 问题：小鼠体内的S型细菌如何产生的？ 课件创意@小狗啃骨头（刘永生） 课件引用图片仅限于教学用途 英国科学家格里菲斯给