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第1节 DNA是主要的遗传物质,第3章 基因的本质,琴海学校生物组-樊玉华,新闻,新华网曼谷4月7日电 泰国海啸遇难者身份鉴定中心高级官员说，该国境内在去年海啸中遇难的总人数为5395人。从1月13日至今，一支国际法医队伍已查明其中1176具尸体的身份，但要完成全部鉴定工作仍需长达2至5年的时间。,尸体的腐败程度非常严重，面目全非，如何鉴定身份？,？,DNA鉴定,生物界：形形色色 多种多样,生物的性状之所以能够由亲代遗传给子代是由于生物体内具有对遗传起决定作用的物质。,金丝猴的后代仍然是金丝猴,牛的后代仍然是牛,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。 讨论： 你认为遗传物质可能具有什么特点？,问题探讨,小飞守角制作,作为遗传物质具备的条件,问题探讨：,能够精确地复制自己，使前后代具有一定的连续性； 能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性 状和新陈代谢的过程； 能够贮存大量遗传信息； 结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生 突变，而且突变以后还能继续复制，并能 遗传给后代。,小飞守角制作,一、对遗传物质的早期推测,1、主要观点：蛋白质是生物体的遗传物质,2、对DNA的认识,（1）生物大分子：由许多脱氧核苷酸聚合而成,（2）基本组成单位：脱氧核苷酸,化学组成：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基三部分,种类：4种、差别在于含氮碱基的不同,小飞守角制作,脱氧核苷酸的化学组成,小飞守角制作,格里菲思体内转化实验,菌体有多糖类的荚膜，它的菌落表面光滑，有毒性，可以使人患肺炎或使小鼠患败血症。,菌体无多糖类的荚膜，它的菌落表面粗糙，无毒性。,二、肺炎双球菌的转化实验,1、肺炎双球菌的类型,R型细菌与S型细菌怎样区分,小飞守角制作,格里菲思的肺炎双球菌转化实验,小鼠不死亡,小鼠死亡,体内转化实验过程,第一组,第二组,小飞守角制作,格里菲思的肺炎双球菌转化实验,小鼠不死亡,小鼠死亡,第三组,第四组,小飞守角制作,小飞守角制作,肺炎双球菌转化实验格里菲思实验,结论：加热杀死的S型细菌中，含有促成R型细菌转化成S型活细菌的转化因子。,注意：转化因子是什么物质，格里菲思并不知道,小飞守角制作,S型活细菌,多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA+DNA酶,R,R,R,R,R,R,S,艾弗里的体外转化实验(图解),(体外转化实验),小飞守角制作,小飞守角制作,艾弗里的实验,S型和R型细菌、细菌培养基,将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合。,1、实验材料： 2、实验操作：,3、实验结果：,4、结 论：,实验设计思路：设法把DNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察它们遗传中的作用。,DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,DNA是遗传物质、蛋白质等不是遗传物质,小飞守角制作,但艾弗里的实验受到科学家们的质疑： 因为当时的分离条件有限，分离出来的DNA并非100%的纯净，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。,小飞守角制作,大肠杆菌T2噬菌 体的模式图,专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,头部、尾部是由蛋白质组成,蛋白质、DNA,三、噬菌体侵染细菌的实验,1、T2噬菌体：,习性：,化学组成：,结构,外壳：,内部：,只有一个DNA分子,增殖：,侵染细菌,吸附,注入核酸,合成蛋白质与核酸,组装,释放,小飞守角制作,噬菌体增殖过程,细菌,噬菌体,细菌DNA,小飞守角制作,噬菌体侵染细菌的增殖过程,吸附,首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面,小飞守角制作,吸 附,小飞守角制作,噬菌体增殖的过程,吸附,然后， 噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。,小飞守角制作,噬菌体增殖的过程,吸附,噬菌体的 DNA 在细菌体内，使细胞本身的 DNA 解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的 DNA和蛋白质，,细菌要为噬菌体的增殖提供：场所、原料、酶、能量。,小飞守角制作,噬菌体增殖的过程,吸附,这些新合成的 DNA 和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。,小飞守角制作,噬菌体增殖的过程,吸附,最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。,小飞守角制作,噬菌体增殖的过程,吸附,小飞守角制作,1952年赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，并用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。,2、实验方法：放射性同位素标记法，分别用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。（为什么）,思考：为什么不标记C H O N?,因为DNA和蛋白质都含有C H O N元素，所以此实验不能标记C H O N元素,小飞守角制作,蛋白质的组成元素： DNA 的组成元素：,C、H、O 、N、S,C、H、O、N 、P,（标记32p）,（标记35s ）,3、标记噬菌体方法：,标记细菌：在分别含有放射性同位素32p 和35s的培养基中培养细菌,标记噬菌体：分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备32p含 的噬菌体和含35s的噬菌体,小飞守角制作,小飞守角制作,4、设计思路,S是蛋白质特有元素，P是DNA特有元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用。,5、实验过程,第一步：标记细菌,35s培养基+细菌,32p培养基+细菌,35s标记的细菌,32p标记的细菌,第二步：标记噬菌体,噬菌体+35s标记的细菌,噬菌体+32p标记的细菌,32p标记的噬菌体,35s标记的噬菌体,小飞守角制作,第三步：标记的噬菌体侵染未标记的细菌,35s噬菌体,+,细菌,32P噬菌体,+,细菌,经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心,第四步：测试放射性,上清液放射性高，沉淀物放射性很低,上清液放射性低，沉淀物放射性很高,结果分析,细菌体内无35s体外有35s,细菌体内有32P体外无32P,小飞守角制作,6、实验分析,35S标记的噬菌体外壳并没有进入细菌内部，而32P标记的噬菌体DNA进入了细菌内部。,7、实验结果,在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，即DNA是遗传物质,小飞守角制作,T2噬菌体侵染细菌的实验,小飞守角制作,T2噬菌体侵染细菌的实验,小飞守角制作,小飞守角制作,标记噬菌体,35S标记蛋白质 32P标记DNA,子代噬菌体没有35S 上清液中有35S,子代噬菌体有32P 上清液中没有32P,结论：在亲子代之间具有连续性的物质DNA，即DNA是遗传物质，而没有证明蛋白质不是遗传物质,小飞守角制作,讨论,1、在噬菌体侵染细菌的实验过程中 （1）“短时间”指哪段时间？ （2）“保温”是为了什么？ （3）为什么要搅拌？ （4）噬菌体颗粒是指什么？ （5）一个细胞是否只能被一个噬菌体侵染？,2、噬箘体侵染细菌的实验是否证明了蛋白质不是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。,小飞守角制作,3、上清液和沉淀物放射性的分析,（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因,保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。,保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。,（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因。,由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。,小飞守角制作,四、RNA是遗传物质的实验证明 烟草花叶病毒感染烟草的实验,1956年科学家发现，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。 流感病毒、脊髓灰质炎病毒等的遗传物质也是RNA。,小飞守角制作,烟草花叶病毒,外壳,由蛋白质组成,核心,只有RNA分子,实验过程：,1、提取烟草花叶病毒的蛋白质和RNA,2、用RNA和蛋白质分别感染烟草甲、乙,结果：甲出现病斑，乙无病斑,结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,小飞守角制作,蛋白质,小飞守角制作,五、DNA是主要的遗传物质,所有生物的遗传物质都是核酸,细胞生物,原核生物,真核生物,遗传物质是DNA,病毒,DNA病毒,遗传物质是DNA,RNA病毒,遗传物质是RNA,DNA是主要的遗传物质：因为自然界中绝大多数的生物用DNA作为遗传物质。,小飞守角制作,DNA是主要 的遗传物质,绝大多数生物遗传物质是DNA 少数生物遗传物质是RNA,结论：,小飞守角制作,思考：为什么说DNA是主要的遗传物质？,生物的遗传物质是 ，可分为 和 两大类。,核酸,脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA),绝大多数生物,具有细胞结构的生物,大多数病毒(含DNA),性状是受 控制的,少数生物：含RNA的病毒,DNA,RNA,性状是受 控制的,例:病毒的遗传物质是- A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA,D,小飞守角制作,烟草花叶病毒（TMV）能感染烟草叶使之出现感染斑，其化学 成分为RNA和蛋白质，可因苯酚的处理而发生RNA与蛋白质的 分离。下图是烟叶被TMV成分感染图解，请据图回答问题： TMV感染 TMV的RNA感染TMV的蛋白质感染 与的结果不同，说明 。 与的结果相同，说明 。,蛋白质不是TMV的遗传物质,RNA是TMV的遗传物质,烟草花叶病毒实验,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素是,A、可在外壳中找到15N和35S,B、可在DNA中找到15N和32P,C、可在外壳中找到15N,D、可在DNA中找到15N、 32P、35S,B、可在DNA中找到15N和32P,病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ）,DNA或RNA,DNA,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记噬菌体和细菌的有关结构或物质(如图)。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。 子代噬菌体的DNA应含有表中的 和 元 素，各占 个和 个。 子代噬菌体中，只含32P的有 个；只含31P 的有 个；同时含32P、31P的有 个。,变式训练,31P,100,32P,2,0,98,2,小飞守角制作,子代噬菌体的蛋白质分子中都没有 元素， 由此说明 ， ；子代噬菌体蛋白质都含有 元素，这是因为 。 因为此实验能证明作为遗传物质应该具有的四个特点中的两个： ； ，所以此实验得出的结论是 。,32S,噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌内部,DNA进入了细菌体内,35S,子代噬菌体的蛋白质外 壳是以细菌体内的氨基酸为原料合成的,DNA能自我复制,DNA能指导蛋白质的合成,DNA是遗传物质,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,小飞守角制作,C细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来 D本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用,B,小飞守角制作,下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答：,根据上述实验对下列问题进行分析： 图中锥形瓶中的培养液是用来培养 ， 其内的营养成分中是否含有32P？ 图中的A表示 过程，此过程中进入大肠杆菌,对下列可能出现的实验误差进行分析： 实验测定，发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原是 。 当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中发现有放射性，其最可能原因是-,小飞守角制作,二、选择题,3、用32P标记的噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质， 用这种噬菌体去侵染大肠杆菌，则新生的噬菌体内有的可 含有 A.32P B.35S C.32P和35S D.二者皆无,4、噬菌体侵染细菌的实验中，对在细菌体内合成蛋白质 正确的叙述是（ ） A.原料、模板和酶来自细菌 B.模板、酶来自噬菌体，核糖体和氨基酸的原料来自细菌 C.指导蛋白质合成的DNA来自细菌，氨基酸原料来自噬菌体 D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，核糖体、氨基酸原料 和酶由细菌提供,（A）,D,小飞守角制作,5、从肺炎双球菌的S型活细菌中提取DNA，将s型DNA和R 型活细菌混合培养时，R型活细菌的后代中有少量的S型菌体 ，这些S型的菌体的后代均为S型菌体。这个实验表明DNA（ ） A、分子的结构相对稳定 B、能够自我复制 C、能够指导蛋白质的合成D、能够引起遗传的变异,6、不能够引起实验鼠患败血症死亡的处理方法是 （ ） A、将无毒性的R型活细菌注射给实验鼠 B、将有毒性的S型活细菌注射给实验鼠 C、将无毒性的R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合 后注射给实验鼠 D、将有毒性的S型活细菌和加热杀死的R型细菌混合 后注射给实验鼠,D,A,小飞守角制作,7、某科学家做噬菌体侵染细菌的实验时分别用同位素 P和S作了标记（下表）,此实验所得的结果时子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染 细菌的特征均相同，请分析： 1、子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 原因是： 2、子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 原因是： 3、此实验说明了：,32P和31,35S,DNA是遗传物质，蛋白质不是。,