第3章基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)導入新課19世紀中期，孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀是由控制的？基因?qū)胄抡n20世紀初期，摩爾根通過果蠅雜交實驗證明了：基因在________上。染色體

導入新課

20世紀中葉，科學家發(fā)現(xiàn)：染色體主要由___________組成。蛋白質(zhì)DNA染色體蛋白質(zhì)、DNA導入新課

蛋白質(zhì)和DNA，到底誰是遺傳物質(zhì)?一、對遺傳物質(zhì)的早期推測1.20世紀20年代(1)觀點：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。(2)理由：①它是大約20種的氨基酸組成的。②氨基酸有多種的排列順序，可能蘊含有遺傳信息。2.20世紀30年代一、對遺傳物質(zhì)的早期推測(1)觀點：(2)對DNA分子的認識：DNA是遺傳物質(zhì)的觀點占主導地位。①DNA分子是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。②脫氧核苷酸的排列順序千變?nèi)f化，可能蘊藏著遺傳信息。一、對遺傳物質(zhì)的早期推測有兩個經(jīng)典實驗可證明遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)呢？設計實驗證明它的實驗設計思路是？把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察它們的作用肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌的實驗一、對遺傳物質(zhì)的早期推測證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1噬菌體侵染大腸桿菌的實驗23肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗1.實驗材料：二、肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗兩種肺炎鏈球菌、小鼠R型菌（菌落粗糙、無毒性）S型菌（菌落光滑、有毒性）(Rough)(Smooth)多糖類莢膜（具有保護作用）1.實驗材料：二、肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗S、R型細菌的區(qū)別菌落莢膜毒性R型菌粗糙

莢膜

S型菌光滑

莢膜

無

有

無毒

有毒

菌落粗糙菌落光滑2.實驗過程二、肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗①R型菌②S型菌③加熱殺死+混合④R型菌S型菌2.實驗過程二、肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗3.實驗結論二、肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗加熱殺死的S型菌中，存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，促使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。思考1：S型細菌的主要組成成分是什么？其中能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）是什么呢？思考2：如何設計實驗找出轉(zhuǎn)化因子？提示：設法將S型菌的各成分分開，分別觀察各種成分的作用。三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗1.設計思路把S型菌的DNA和蛋白質(zhì)、糖類等分開，單獨地、直接地觀察它們的作用。2.實驗過程三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗2.實驗過程三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗3.自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗4.加法原理三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗5.實驗結論三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗表明，細胞提取物中含有前文所述的轉(zhuǎn)化因子，而轉(zhuǎn)化因子很可能就是DNA。艾弗里等人進一步分析了細胞提取物的理化特性，發(fā)現(xiàn)這些特性都與DNA的極為相似，于是艾弗里提出了不同于當時大多數(shù)科學家觀點的結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。三、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗

艾弗里的實驗引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)。因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。那要怎樣設計才能讓人無可挑剔呢？1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用同位素標記的新技術，完成了另一個更具有說服力的實驗。四、噬菌體侵染細菌的實驗1.實驗材料T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒。在T2噬菌體的化學組分中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。選材原因：T2噬菌體結構簡單，只有蛋白質(zhì)和DNA構成。成分只有蛋白質(zhì)和DNA。僅能在大腸桿菌內(nèi)繁殖。繁殖時，僅將遺傳物質(zhì)導入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在體外。T2噬菌體的模式圖2.噬菌體侵染細菌的過程四、噬菌體侵染細菌的實驗2.噬菌體侵染細菌的過程四、噬菌體侵染細菌的實驗侵染別的細菌注入合成組裝釋放吸附3.實驗方法四、噬菌體侵染細菌的實驗同位素標記法蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（標記35S）（標記32P）DNA蛋白質(zhì)32PDNA蛋白質(zhì)35S4.讓噬菌體帶上標記的方法四、噬菌體侵染細菌的實驗培養(yǎng)大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體噬菌體-蛋白質(zhì)（35S）32P35S培養(yǎng)大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體大腸桿菌（32P）噬菌體-DNA（32P）大腸桿菌（35S）先用含有35S（32P）的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，然后再用含有標記的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。5.實驗過程四、噬菌體侵染細菌的實驗5.實驗過程四、噬菌體侵染細菌的實驗被35S標記的噬菌體與未被標記的大腸桿菌混合被32P標記的噬菌體與未被標記的大腸桿菌混合攪拌離心（目的）保溫培養(yǎng)一段時間后5.實驗過程四、噬菌體侵染細菌的實驗35S標記組32P標記組子代噬菌體中無放射性子代噬菌體中有放射性5.實驗過程四、噬菌體侵染細菌的實驗四、噬菌體侵染細菌的實驗5.實驗過程【問題1】實驗中攪拌和離心的目的是什么？【問題2】離心后上清液、沉淀物分別是什么？攪拌：使噬菌體蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離上清液是噬菌體蛋白質(zhì)外殼，沉淀物是大腸桿菌及其細胞內(nèi)的噬菌體。離心：使上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下較重的大腸桿菌。6.結果與誤差分析四、噬菌體侵染細菌的實驗分組放射性的位置子代放射性的有無結果分析對比實驗32P標記組主要在沉淀物中有32P－DNA從親代遺傳給了子代35S標記組主要在上清液中無35S－蛋白質(zhì)外殼未從親代遺傳給子代①在35S標記的組，沉淀物中會含有較低的放射性是因為攪拌不充分，噬菌體吸附在大腸桿菌表面沒有分開。②在32P標記的組，上清液中會含有較低的放射性是因為保溫時間過長或過短。時間過短噬菌體還未來得及侵入大腸桿菌，時間過長噬菌體使細菌裂解，被釋放出來了。7.實驗結果與結論分析四、噬菌體侵染細菌的實驗

蛋白質(zhì)沒有進入細菌細胞，不能從親代遺傳給子代；

DNA進入到細菌的細胞中，能從親代遺傳給子代；DNA是遺傳物質(zhì)。結論：結果：DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？流感病毒煙草花葉病毒五、煙草花葉病毒感染實驗1.煙草花葉病毒煙草花葉病毒TMV是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。2.實驗過程五、煙草花葉病毒感染實驗蛋白質(zhì)外殼RNA3.實驗結論五、煙草花葉病毒感染實驗煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA六、DNA是主要的遺傳物質(zhì)RNA病毒:常見病毒DNA病毒:T2噬菌體原核生物真核生物遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是RNADNA和RNA均有DNA是主要的遺傳物質(zhì)非細胞生物病毒細胞生物生物結論：課堂小結課堂反饋A1.噬菌體外殼的合成原料直接來自于（）A．細菌 B．噬菌體C．原噬菌體外殼降解D．環(huán)境2.“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是指（）

A．遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體

B．大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNAC．細胞里的DNA大部分在染色體上D．染色體在遺傳上起主要作用B課堂反饋D3．肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗，不能證明的是（）A．DNA是遺傳物質(zhì)B