DNA是主要的遗传物质(上课用)(课堂PPT).ppt

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DNA是主要的遗传物质,1,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由,控制。,染色体,摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于,上。,蛋白质和,DNA,科学家发现：染色体主要组成成分：,。,遗传因子,谁是遗传物质,？,2,问题探讨,20,世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和,DNA,组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。,1,、遗传物质可能具有什么特点？,遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，传递给下一代等。,2,、证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？,同位素标记法、分离提纯法等。,3,一、对遗传物质的早期推测,蛋白质,(,氨基酸,),多种多样：,遗传物质,20,世纪,20,年代：蛋白质是生物的遗传物质,染色体,DNA,（结构不清楚）：,？,4,DNA,基本单位脱氧核苷酸,脱氧,核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,20,世纪,30,年代：,5,脱氧核苷酸的种类,A,G,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,20,世纪,30,年代：,DNA,有重要作用,6,多糖类荚膜,R,型菌：,菌落粗糙,(Rough),、无毒性,(,一,),肺炎双球菌,一、肺炎双球菌的转化实验,S,型菌：,菌落光滑（,Smooth,）、有毒性,小鼠：败血病,7,（,1,）,.,将,R,型活细菌,注射到小鼠体内，小鼠,不死亡,。,（,2,）,.,将,S,型活细菌,注射到小鼠体内，小鼠,死亡,。,2、实验方法和现象,（,3,）,.,将,加热杀死后的,S,型细菌,注射到小鼠体内，小鼠,不死亡,（,4,）,.,将,R,型活细菌与加热杀死后的,S,型细菌混合,后注射到小鼠体内，小鼠,死亡,分离得到,S,型活细菌,分离得到有毒,S,型死细菌,8,R,无毒,R,型活细菌,+,有毒,S,型死细菌 小鼠死亡,+,S,R,型活细菌,S,型死细菌,小鼠死亡,S,S,型活细菌,加热杀死的,S,型菌中有“转化因子”！,问题：,第四组实验小鼠死亡的原因是？对比三、四组实验，能得出什么结论？,9,格里菲斯结论,:,加热杀死的,S,型细菌中含有一种“,转化因子,”，能使,R,型活细菌转化为,S,型活细菌,。,没有提到,DNA,是转化因子,问题：,格里菲斯实验的结论是什么？能否证明DNA是遗传物质？,不能,促进上述转化的,“转化因子”,是什么？,10,寻觅“转化因子”？,你有什么样的设计思路，,关键,是什么？,S,型细菌的化学组分图,多糖,脂质,蛋白质,DNA,RNA,多糖,脂质,蛋白质,DNA,RNA,关键思路：将,DNA,与,蛋白质等其他物质,分 开，单独、直接地观察它们的作用。,一、,肺炎双球菌转化实验,体外转化实验,11,分离提纯,S,型细菌的,蛋,白,质,多糖,脂质,RNA,DNA,分别与,R,型活细菌混合培养,R,R,S,R,S,R,R,R,2,艾弗里等科学家的实验过程,通过该实验，证明了什么？,DNA,是遗传物质,而蛋白质不是,DNA+DNA,酶,R,12,DNA,是使,R,型细菌产生稳定遗传变化的物质，,DNA,是转化因子。,以上转化实验表明：,D N A,是 遗 传 物 质。,实验结论：,13,格里菲思推论：,加热杀死的,S,型细菌中含有转化因子,艾弗里提出的结论：,DNA,才是遗传因子，是使,R,型细菌产生稳定遗传变化的物质，,即,DNA,是遗传物质,DNA,是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质,结论：,回顾思考：,14,1,将有荚膜的,S,型肺炎双球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因,_,而死亡，而无荚膜的,R,型细菌注入到小白鼠体内,_,，但如果将,R,型细菌与加热杀死后的,S,型细菌混合再注入到小白鼠体内则,_,，此实验说明,S,型细菌体内存在着能使,R,型细菌转化成,S,型细菌的,_,，经实验证明这种物质是,_,。,患败血症,小鼠正常,小鼠死亡,转化因子,DNA,思考题,15,2,、,【,典型例题,1】,格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（）,DNA,是遗传物质,RNA,是遗传物质,DNA,是主要的遗传物质,蛋白质不是遗传物质,糖类不是遗传物质,A,B.,C.D.,A,16,疑问：,由于艾弗里的实验中提取的,DNA,，纯度最高时也还有,0.02%,的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。,那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？,设法把,DNA,和蛋白质分开，然后单独、直接观察,DNA,和蛋白质的作用。,实验中最关键的设计思路,17,噬菌体,二、噬菌体侵染细菌的实验,（赫尔希、蔡斯）,蛋白质,：,DNA,：,成分：,生活方式：,寄生,在,大肠杆菌,体内的病毒,脱氧核苷酸,C,、,H,、,O,、,N,、,P,氨基酸,C,、,H,、,O,、,N,、,S,35,S,标记蛋白质,32,P,标记,DNA,18,噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵染别的细菌,合成,组装,释放,吸附,注入,合成,组装,释放,吸附,注入,视频,19,大肠杆菌,提供四种脱氧核苷酸。,大肠杆菌,提供氨基酸,1,、谁提供模板,DNA,？,噬菌体,2,、谁合成,DNA,和蛋白质的原料？,在噬菌体侵染细菌的过程中，思考：,3,、谁提供场所？,大肠杆菌,20,(,一,),、标记噬菌体方法：,同位素示踪,(,标记,),法,返回,标记大肠杆,菌,大肠杆菌,+,含,35,s,的培养基 含,35,s,的大肠杆菌,大肠杆菌,+,含,32,p的培养基 含,32,p的大肠杆菌,标记,T,2,噬菌体,T,2,噬菌体,+,含,35,s的大肠杆菌,含,35,s,T,2,的噬菌体,T,2,噬菌体,+,含,32,p的大肠杆菌,含,32,p,T,2,的噬菌体,21,三、噬菌体侵染细菌的实验,1952,返回,22,离心,离心,1,、为什么选择,35,S,和,32,P,作标记而不选用其他的同位素,?,2,、第一（二）组实验中为什么上清液的放射性,很高（低）,，沉淀物的放射性,很低（高）,？,因为硫仅存在于,T2,噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于,DNA,的组分中。用,14,C,和,18,O,等元素是不可行的，因为,T2,噬菌体的蛋白质和,DNA,分子的组分中都含有这两种元素。,在第一组实验中，,35,S,标记的,T2,噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被,35,S,标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开，离心后进入沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。,在第二组实验中，,32,P,标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液；混合培养的时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。,23,标记细菌,标记噬菌体,噬菌体侵染细菌（短时间保温）,搅拌离心,观察放射性的分布,“,保温,”,：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。,搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离,离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。,内部无,DNA,的噬菌体外壳,二、噬菌体侵染细菌的实验,实验过程,24,噬菌体侵染细菌时,_,进入细菌的细胞中，而,_,仍留在外面。因此,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的,_,遗传给后代的,因此,_,才是真正的遗传物质。,赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验表明,:,DNA,DNA,DNA,蛋白质外壳,25,第二组实验,实验结果及结论：,第一组 实验,亲代,噬菌体,32,P,标记,DNA,35,S,标记蛋白质,大肠杆菌内,有,32,P,标记,DNA,无,35,S,标记蛋白质,子代,噬菌体,DNA,有,32,P,标记,外壳蛋白质无,35,S,实验结论,DNA,分子是遗传物质,26,结论：,噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。,才是真正的遗传物质。,27,思考与讨论,1.,细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（,1,）,个体很小，结构简单,，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（,2,）,繁殖快。,细菌,20,30 min,就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。,2.,最关键的实验设计思路是,设法把,DNA,与蛋白质分开，单独地、直接地去观察,DNA,或蛋白质的作用。,3.,艾弗里,采用的主要技术手段有,细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术,等。,赫尔希,采用的主要技术手段有,噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。,科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础,，因此，科学与技术是,相互支持、相互促进的。,28,烟草花叶病毒,RNA,蛋白质,侵染烟草,侵染烟草,得花叶病,不得花叶病,结论：,RNA,烟草花叶病毒的遗传物质,RNA,是遗传物质的证据,三：,DNA,是唯一的遗传物质吗？,29,R,NA,蛋白质,感染,不感染,烟草花,叶病毒,烟叶,烟叶,得花叶病,不得花叶病,RNA,是遗传物质的证据,结论：,烟草花叶病毒的,RNA,控制其性状，,RNA,是烟草花叶病毒的遗传物质。,30,具有细胞结构的生物,真核生物的遗传物质,原核生物的遗传物质,DNA,多数病毒的遗传物质是,DNA,少数病毒的遗传物质是,R,NA,绝大多数生物的遗传物质是,DNA,DNA,是,主要,的遗传物质,31,植物细胞中,DNA,的载体：染色体、叶绿体、线粒体,动物细胞中,DNA,的载体：染色体、线粒体,所以说，染色体是,DNA,的主要载体。,DNA,的分布,原核细胞和病毒没有染色体。,32,例：病毒的遗传物质是（）,人的遗传物质是（）,A,、,DNA B,、,RNA,C,、,DNA,和,RNA D,、,DNA,或,RNA,D,A,33,习题,1,一切生物的遗传物质是：,(),A,DNA B,RNA C,核酸,D,蛋白质,2,注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（,）,A,R,型肺炎双球菌,B,加热杀死后的,R,型肺炎双球菌,C,加热杀死后的,S,型肺炎双球菌,D,加热杀死后的,S,型肺炎双球菌与,R,型细菌混合,C,D,34,3,格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（）,DNA,是遗传物质,RNA,是遗传物质,DNA,是主要的遗传物质,蛋白质不是遗传物质,糖类不是遗传物质,DNA,能产生可遗传的变异,A,B,C,D,A,35,4,噬菌体侵染细菌的实验证明了（）,A,DNA,是主要的遗传物质,B,DNA,和蛋白质是遗传物质,C,DNA,是遗传物质,D,RNA,是遗传物质,C,36,课后练习,基础题,1.,（,1,）（,）,;(2),（,）。,2.C,。,3.D,。,拓展题,1.,实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是,DNA,，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是,利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。,2.,肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：,能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。,37,