資源簡介

(共26張PPT)
學習目標與任務(wù)
(1)說出經(jīng)典實驗的研究方法和思路，體驗科學探索的艱 辛，認同人類對遺傳物質(zhì)的探索是不斷深化、不斷發(fā)展的 過 程 。
( 2 ) 說 明 “DNA 是主要遺傳物質(zhì)”的含義。
孟德爾
2
提出“遺傳 因 子” , 并 總結(jié)遺傳規(guī) 律
蛋白質(zhì)
3
把“遺傳因子”
命名為基因 提出基因 在染色體
上的假說
DNA
染色體
5 DNA 蛋白質(zhì)
科學家發(fā)現(xiàn)： 染色體的主 要組成成分 是 DNA 和 蛋 白質(zhì)
約翰遜
摩爾根
4
實驗證明
基因位于 染色體上
遺傳物質(zhì)的探索
薩 頓
一、對遺傳物質(zhì)的早期推測
20世紀20年代
○氨基酸多種多樣的排列 順序，可能蘊含著遺傳
信 息 。
○沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類 似的結(jié)構(gòu)特點。
蛋白質(zhì)是生物體的
遺傳物質(zhì)。
20世紀30年代
○人們認識到DNA是由許
多脫氧核苷酸聚合而成
的生物大分子
○意識到DNA的重要性，但
對DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰認識。
蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) 的觀點占主導地位。
格里菲思 艾弗里 赫爾希 蔡斯
“我們表示懷疑 !”
首先向“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)”提出挑戰(zhàn)的是誰 他做了什么實驗
二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗——格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化
1928年， 格 里 菲 思用兩種不同類型的 肺炎鏈球菌 去 感 染
小鼠，做了肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗。
·粗糙(Rough) R型細菌 ·無多糖莢膜
·無毒性
·光滑(Smooth)
·有多糖莢膜
· 有毒性 安
多糖 莢膜
S 型細菌
①對比第一、二組的 實驗現(xiàn)象，這說明了 什么
S型活細菌會使小鼠死亡。
②第四組小鼠為什么 會死亡呢
體內(nèi)有活的S型細菌。
③第四組活的S型細菌 如何出現(xiàn)
活的R型細菌轉(zhuǎn)變成了活 的S型細菌。
④什么使活R型細菌轉(zhuǎn)
注射
S型
活細菌
小鼠死亡，從小鼠體 內(nèi)分離出S型活細菌
第二組
注射加
熱致死
的S型
細菌
小鼠不死亡
第三組
注射 R型
活細菌
小鼠不死亡
第一組
二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗——格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化
加熱殺死的S型細菌使活 的 R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。
將R型活細菌 與加熱致死 的S型細菌混 合后注射
內(nèi)分離出S型活細菌
第四組
變成活的S型細菌
小鼠死亡，從小鼠體
S型細菌
關(guān)鍵思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨的、直接的 觀察它們的作用。
要確定“轉(zhuǎn)化因子”是什么,關(guān)鍵思路是什么
多 糖
脂質(zhì) 蛋白質(zhì)
RNA DNA … …
二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗——艾弗里體外轉(zhuǎn)化
蛋白酶(或RNA酶、酯酶 DNA酶
混合
R型細菌 S型細菌
有R型
細菌的
培養(yǎng)液
混合
有R型
細菌的
培養(yǎng)液
混合
第一組 第二至四組 第五組
R型 細 菌 S 型 細 菌 只長R型細菌
S型細菌 的細胞 提取液
S型細菌 的細胞 提取物
S型細菌 的細胞 提取液
有R型 細菌的 培養(yǎng)基
艾弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里
實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是 DNA, 因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑
思考：有沒有更好的材料、更好
的方法能夠?qū)NA 和蛋白質(zhì)分開，
單獨去觀察它們的作用呢
1952年，赫爾希和蔡斯以T 噬菌體為實驗材料，利用放射
性同位素標記的技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。
蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、0、N、S
噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖 DNA的組成元素： C 、H 、0 、N 、P
T2噬菌體是一種專門寄
生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，
它的頭部和尾部的外殼都是 由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有 DNA。
三、噬菌體侵染細菌的實驗
1.噬菌體的結(jié)構(gòu)
DNA ——用32P標記 (含P)
頭部
尾部
蛋白質(zhì) _— ( 含S)
用35S標 記
2.噬菌體侵染細菌的過程
吸附 注入 復制、合成 組裝 釋放
注入 復制、合成 組裝
上清液：噬菌體
被侵染的大腸
桿菌
離心的目的是讓未進入
細菌的噬菌體和被侵染 的大腸桿菌分別進入上 清液和沉淀物。
3.赫爾希和蔡斯的實驗過程 攪拌使吸附在細菌上的
噬菌體與細菌分離
思考：1.攪拌和離心的目的分別是什么
2.上清液和沉淀物中分別是什么
3.如何獲得35S或32P標記的T 噬菌體
檢測上清液和沉 淀中的放射性
與未標記的
細菌混合，保溫
未進入細菌的
攪拌后離心
標記噬菌體
沉淀物：
標 記T 噬菌體方法：
直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體。
原因：噬菌體只能寄生在活細胞中，不能在培養(yǎng)基上存活。
1、先培養(yǎng)細菌
在分別含有放射性同位素32P 和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌
噬菌體侵染含
35S大腸桿菌
◎◎◎ ⊙
噬菌體侵染含
32P大腸桿菌
制備含有放射性標記噬菌體過程示意圖
CO
含35S大腸 桿菌
◎
含32P大腸 桿菌
含35S培養(yǎng)基
含32P培養(yǎng)基
含35S噬菌體
③
含32P噬菌體
心 ③
離心
心
標 記T 噬菌體方法：
1、先培養(yǎng)細菌
在分別含有放射性同位素32P 和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌
2、再培養(yǎng)噬菌體
分別用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和 含35S的噬菌體
3.赫爾希和蔡斯的實驗過程
① 用 S和 P分 別 標 記 噬 菌 體 的蛋 白 質(zhì)和 DNA
②用3 s ( 蛋白質(zhì))標記的噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌
放射性很高
攪拌
后離
心
沉淀物中的 放射性很低
說明：T2噬菌體中的蛋白質(zhì)即外殼沒有進入大腸桿菌。
在新形成的噬菌體中 沒有檢測到35S
35S標記的噬菌 體與細菌混合
被35S標記 的噬菌體
攪拌器
上清液的
放射性很低
沉淀物中的 放射性很高
000
②用 P (DNA) 標記的噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌
說明：T2噬菌體中的DNA進入了大腸桿菌。
在新形成的噬菌體 中檢測到32P
32P標記的噬菌 體與細菌混合
被32P標記 的噬菌體
攪拌
后離 心
攪拌器
赫爾希和蔡斯的實驗表明：
噬菌體侵染細菌時， DNA進入細菌的細胞中，而蛋白 質(zhì)外殼仍留在細胞外。 因此，子代噬菌體的各種性狀，是 通過親代的DNA遺傳的。
DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
注意：這個實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
實驗結(jié)論
1.用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量 放射性，可能是什么原因造成的
攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌 表面，隨細菌離心到沉淀物中。
2.用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，如果保溫時間過短或者 保溫時間過長，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象
(1)保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)， 經(jīng)離心后分布于上清液中。
(2)保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代， 經(jīng)離心后分布于上清液中。
因此保溫時間過短或過長都會導致上清液被檢測到放射性。
思考.討論
艾弗里實驗
噬菌體侵染細菌實驗
處理方式 直接分離
同位素標記法
對照原則 S型細菌的不同物質(zhì)分別與 R型細菌混合培養(yǎng)相互對照
分別標記噬菌體DNA和蛋白質(zhì) 的兩組實驗相互對照
實驗結(jié)論 證明格里菲思結(jié)論中 的轉(zhuǎn)化因子是DNA
證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)
設(shè)計思路 設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開， 單獨地直接研究各自不同的遺傳功能
兩個經(jīng)典實驗的比較
目前，已有充分的科學研究資料證明，絕大多數(shù)
生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。
思考： 只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎
下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么
RNA
流感病毒 SARS 病 毒 煙草花葉病毒 新型冠狀病毒
蛋白質(zhì)
RNA
蛋白質(zhì)7
RNA 是遺傳物質(zhì)的實驗證
煙草花葉病毒(TMV
蛋白質(zhì)
RNA
分別侵染健康煙草植株
蛋白質(zhì)
RNA 患病 得到全新病毒
結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
) 只含蛋白質(zhì)和RNA
不患病
不能得到病毒
生物類型 核酸種類 遺傳物質(zhì)
實例
有細胞結(jié) 構(gòu)的生物 真核生物 DNA和RNA DNA
玉米、小麥、人
原核生物
乳酸菌、藍藻
無細胞結(jié) 構(gòu)的生物 DNA病毒 DNA DNA
T2噬菌體
RNA病毒 RNA RNA
煙草花葉病毒
絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA ,只有少數(shù)生物的遺傳物 質(zhì)是 RNA 。所以說DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。
【歸納】不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的區(qū)別
肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
DNA
肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗
噬菌體侵染細菌的實驗
RNA
煙草花葉病毒侵染煙草的實驗
證 據(jù)
小 結(jié) ： 注意：沒有一個實驗能直接證明DNA 是主要的遺傳物質(zhì)
是 遺 傳物 質(zhì)的 證據(jù)
是 遺
傳 物
質(zhì)的
遺 物
傳 質(zhì)
課堂練習：
1. (1)動物和人體的遺傳物質(zhì)是什么 DNA
(2)煙草的遺傳物質(zhì)是什么 DNA
(3)細菌的遺傳物質(zhì)是什么 DNA
(4)一切生物的遺傳物質(zhì)是什么 核 酸 (DNA 或RNA)
(5)病毒的遺傳物質(zhì)是什么 DNA或RNA
2. 下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述中，不正確的是( c ) A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)
B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)

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