1、第三章 基因的本质,第1节 DNA是主要的遗传物质,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,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、病毒重组法 等。,一、对遗传物质的早期推测,蛋白质(氨基
2、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）：？,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：,脱氧核苷酸的种类,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,多糖类荚膜,R型菌：菌落粗糙(Rough)、无毒性,(一)肺炎双球菌,二、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,1.将R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。,2.将S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。,(二) 肺炎双球菌的体内转化实验,3.将加
3、热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，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，小鼠患败血症死亡。,结论:S型死菌中含有一种“转化因子”，能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。,(三)艾弗里的体外转化实验,结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。,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,三、噬菌体侵染细菌的实验,实验材料 实验方法 实验步骤 实验结果,(一)标记噬菌体方法：同位素示踪
4、(标记)法,返回,标记大肠杆菌,大肠杆菌 + 含35s的培养基 含 35s的大肠杆菌,大肠杆菌 + 含32p的培养基 含32p的大肠杆菌,标记T2噬菌体,T2噬菌体+含35s的大肠杆菌 含35sT2的噬菌体,T2噬菌体+含32p的大肠杆菌 含32pT2的噬菌体,(二)实验步骤:,标记细菌,标记噬菌体,噬菌体侵染细菌,搅拌离心,观察放射性的分布,（一组用32 P标记DNA，一组用35S标记蛋白质),三、噬菌体侵染细菌的实验 1952,返回,1、 为什么选择35S和32P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
5、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14C和18O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，35S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35S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，32P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 。,第二组实验,（三）
6、实验结果及结论：,第一组 实验,亲代 噬菌体,32P标记DNA,35S标记蛋白质,大肠杆菌内,有32P标记DNA,无35S标记蛋白质,子代 噬菌体,DNA有32P标记,外壳蛋白质无35S,实验结论,DNA分子是遗传物质,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。,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2030 min就可繁殖一代，病毒短时间
7、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。,得花叶病,不得花叶病,四、DNA是主要的遗传物质,（一）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。,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
8、,多数病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,绝大多数生物的遗传物质是DNA,（二）DNA是主要的遗传物质,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。,五、DNA的分布,原核细胞和病毒没有染色体。,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。,
