DNA是主要的遺傳物質(zhì)+高一下學(xué)期生物人教版必修2

遺傳學(xué)奠基進化論提出宏觀規(guī)律細胞證據(jù)分子機制拉馬克“用進廢退”達爾文“自然選擇學(xué)說”現(xiàn)代生物進化理論聯(lián)姻第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第2章基因和染色體的關(guān)系第3章基因的本質(zhì)第6章生物的進化第4章基因的表達第5章

基因突變及其他變異（基因的發(fā)現(xiàn)）解釋（基因的位置）（基因的結(jié)構(gòu)）（基因的功能）變化我們?nèi)匀缓茈y放棄這個可愛的假設(shè)：就是基因之所以穩(wěn)定，是因為它代表著一個有機的化學(xué)實體?！柛痘蛘摗返?節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)問題探討20世紀中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。你認為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點？1、能蘊藏巨大遺傳信息2、親子代間具有連續(xù)性3、結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定4、能夠發(fā)生變異……列文等人認為核酸可以是“四核苷酸”不斷重復(fù)的多聚體關(guān)于遺傳物質(zhì)的爭論氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序，以及肽鏈盤曲折疊的方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)多種多樣鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點占主導(dǎo)地位格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗閱讀教材P43的1~2自然段、旁欄信息、圖3?2，思考以下問題。1組和2組對比能得出什么結(jié)論？1組和3組對比能得出什么結(jié)論如何解釋第4組小鼠死亡？從第4組小鼠尸體中分離出有致病性的S型活細菌，其后代也是有致病性的S型細菌，S型活細菌出現(xiàn)的可能原因有哪些？注入活的S型細菌注入活的R型細菌格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗R型活細菌無毒S型活細菌有毒問題1：1組和2組對比能得出什么結(jié)論？為什么R型和S型細菌致病力不同，與什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？S型菌R型菌菌落莢膜（多糖）毒性S型菌R型菌

光滑粗糙有無有毒（肺炎、敗血癥）無毒S型細菌R型細菌格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗S型菌R型菌注入活的S型細菌注入加熱殺死的S型細菌格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗問題2：1組和3組對比能得出什么結(jié)論？加熱殺死的S型細菌無毒加熱殺死的S型細菌為何失去了毒性？加熱引起的蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)受到破壞而喪失生物活性。格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗問題3：如何解釋第4組小鼠死亡？從第4組小鼠尸體中分離出有致病性的S型活細菌，其后代也是有致病性的S型細菌，S型活細菌出現(xiàn)的可能原因有哪些？注入加熱殺死的S型細菌＋活的R型細菌分離出S型細菌推斷1：R型活細菌突變?yōu)镾型活細菌。推斷2：加熱致死的S型細菌中存在某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的轉(zhuǎn)化因子。格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗注入加熱殺死的S型細菌＋活的R型細菌分離出S型細菌推斷1：R型活細菌突變?yōu)镾型活細菌。補充資料：肺炎鏈球菌可分為2種類型，即S型和R型。根據(jù)構(gòu)成莢膜多糖種類的差異,它們又分為SI、SII、SⅢ和RI、RII、RⅢ亞型。某亞型的R型菌只能發(fā)生同型的回復(fù)突變，即：RI只能突變?yōu)镾I，RⅡ只能突變?yōu)镾Ⅱ，RIII只能突變?yōu)镾Ⅲ。格里菲思采用了RI型菌與加熱后殺死的SII型菌進行混合，并注入小鼠體內(nèi)培養(yǎng),而在小鼠體內(nèi)卻分離得到了SII亞型的活細菌。格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗加熱殺死的S型細菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”，轉(zhuǎn)化因子能將活的R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌?？梢钥刂粕镄誀羁梢詮?fù)制傳遞給下一代如何設(shè)計實驗尋找S型肺炎鏈球菌中的“轉(zhuǎn)化因子”呢？艾弗里（OswaldAvery）是一位美國的免疫學(xué)家，但其最重要的科學(xué)貢獻卻是在遺傳學(xué)方面。因為其免疫學(xué)專業(yè)背景，艾弗里對物質(zhì)純化有著近乎狂熱的執(zhí)著。艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里及其同事將加熱致死的S型細菌破碎后，去除了絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細胞提取液，并進行了酶學(xué)分析、理化性質(zhì)和轉(zhuǎn)化活性的研究。＋蛋白酶＋RNA酶＋酯酶＋DNA酶加入活的R型細菌，進行體外（培養(yǎng)基）轉(zhuǎn)化測試R型＋S型R型＋S型R型＋S型R型酶學(xué)分析被DNA酶消化分解的DNA極可能就是細胞提取物中有活性的“轉(zhuǎn)化因子”艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗S型細菌的提取物在65℃下加熱30-60分鐘仍均有轉(zhuǎn)化活性，即使在90℃下加熱10分中也偶有轉(zhuǎn)化活性。雙縮脲試劑檢測S型細菌提取物，結(jié)果為陰性；二苯胺試劑（檢測DNA）檢測結(jié)果為陽性；衣酚（檢測RNA）檢測結(jié)果為弱陽性。反復(fù)用乙醇沉淀和氯仿處理（溶解某些蛋白質(zhì)，DNA不溶解）后不影響S型細菌提取物的轉(zhuǎn)化活性。S型細菌提取物中幾乎不含蛋白質(zhì)，而應(yīng)該含有少量的RNA和大量的DNA。“轉(zhuǎn)化因子”熱穩(wěn)定性很高，而且不可能是蛋白質(zhì)。艾弗里及其同事將加熱致死的S型細菌破碎后，去除了絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細胞提取液，并進行了酶學(xué)分析、理化性質(zhì)和轉(zhuǎn)化活性的研究。艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子制品4組實驗1234加量（μg）生長速度菌落類型生長速度菌落類型生長速度菌落類型生長速度菌落類型1.0+++++S+++++S+++++S++++S0.3++++S++++S++++S++++S0.1+++S++++S++++S+++S0.03++S+++S++S++S0.01+S++S+S++S0.003-只有R+S-只有R+S0.001-只有R-只有R-只有R--只有R不加-只有R-只有R-只有R-只有R艾弗里及其同事將加熱致死的S型細菌破碎后，去除了絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細胞提取液，并進行了酶學(xué)分析、理化性質(zhì)和轉(zhuǎn)化活性的研究。DNA的純度越高，R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的效率越高。格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子是什么加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子DNA才是使R菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)作業(yè)預(yù)習(xí)學(xué)案58-61頁第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第二課時格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子是什么加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子DNA才是使R菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性遺傳變化的物質(zhì)由于艾弗里實驗中提取的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(jié)論表示懷疑。赫爾希（1908-1997）美國著名細菌學(xué)家蔡斯（1927~2003）美國生物學(xué)家噬菌體侵染大腸桿菌實驗噬菌體小組是美國冷泉港生物實驗室專事研究噬菌體遺傳的機構(gòu)。核心成員由德爾布魯克、盧里亞和赫爾希組成，三人共同獲得1969諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。蔡斯是該實驗室的實驗助手。

他們在對于艾弗里采用的生化分析方法比較排斥，因此對艾弗里的實驗結(jié)果也表示懷疑。一個偶然的發(fā)現(xiàn)促使了噬菌體小組中的赫爾希和蔡斯將研究關(guān)注于噬菌體的遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染大腸桿菌實驗（一）實驗材料：T2噬菌體T2噬菌體是一種體專性寄生大腸桿菌的病毒1、結(jié)構(gòu)簡單：頭部和尾部的外表是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有DNA。2、增殖方式：在親代噬菌體遺傳物質(zhì)作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的原料來合成子代噬菌體。T2噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA。DNA蛋白質(zhì)頭部尾部（二）實驗依據(jù)遺傳物質(zhì)需要滿足的條件：親代子代連續(xù)性親代的這種物質(zhì)會出現(xiàn)在子代中（三）實驗思路把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨地直接去觀察它們的作用。（親代T2噬菌體進入子代噬菌體的物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA）噬菌體侵染大腸桿菌實驗【思考2】通過什么方法把DNA和蛋白質(zhì)分開？【思考4】對噬菌體的標(biāo)記是分別標(biāo)記還是同時標(biāo)記？【思考5】被標(biāo)記后的T2噬菌體侵染的大腸桿菌是否需要標(biāo)記？為什么？噬菌體侵染大腸桿菌實驗閱讀教材P45全部內(nèi)容，思考以下問題。【思考1】噬菌體侵染細菌的實驗基本步驟有哪些？【思考3】如何獲得被同位素標(biāo)記的噬菌體？【思考6】標(biāo)記后的T2噬菌體侵染大腸桿菌的步驟是什么？每一步有什么目的？獲得被同位素標(biāo)記的噬菌體噬菌體侵染大腸桿菌實驗【思考1】噬菌體侵染細菌的實驗基本步驟有哪些？標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細菌攪拌、離心后檢測上清液和沉淀中的放射性物質(zhì)【思考2】如何把T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分開？放射性同位素標(biāo)記法P幾乎都存在于DNA中，而S僅存在于蛋白質(zhì)中，所以用32P標(biāo)記DNA，用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)【思考3】如何獲得被同位素標(biāo)記的噬菌體？噬菌體侵染大腸桿菌實驗普通大腸桿菌32P培養(yǎng)基32P大腸桿菌普通噬菌體32P噬菌體普通大腸桿菌35S培養(yǎng)基35S大腸桿菌普通噬菌體35S噬菌體噬菌體侵染大腸桿菌實驗【思考4】對T2噬菌體的標(biāo)記是分別用32P和35S標(biāo)記還是同時標(biāo)記？【思考5】被標(biāo)記后的T2噬菌體侵染的大腸桿菌是否需要標(biāo)記？為什么？分別標(biāo)記32P35S一部分噬菌體標(biāo)記蛋白質(zhì)一部分噬菌體標(biāo)記DNA不標(biāo)記否則無法判斷放射性的來源，不知道放射性是來自T2噬菌體還是大腸桿菌噬菌體侵染大腸桿菌實驗攪拌【思考6】標(biāo)記后的T2噬菌體侵染大腸桿菌的步驟是什么？每一步有什么目的？短時保溫離心使噬菌體充分侵染大腸桿菌避免時間過長大腸桿菌破裂使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌實驗組別實驗結(jié)果子代噬菌體放射性情況32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)放射性主要在沉淀放射性主要在上清液有無（四）實驗結(jié)果與結(jié)論噬菌體侵染大腸桿菌實驗在親子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA噬菌體侵染細菌的過程吸附注入合成組裝釋放噬菌體只有DNA進入細菌，利用細菌的場所和原料合成進而組裝。子代噬菌體性狀是通過親代DNA遺傳的DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)1928年格里菲思——肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1944年艾弗里——肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗1952年赫爾希、蔡斯—T2噬菌體侵染細菌實驗遺傳物質(zhì)只有DNA嗎？對照實驗控制自變量：加法原理&減法原理二、少部分遺傳物質(zhì)是RNA煙草花葉病毒新冠病毒SARS病毒怎么證明這些生物的遺傳物質(zhì)是RNA？煙草花葉病毒的侵染實驗煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA【實驗結(jié)論】蛋白質(zhì)RNA遺傳物質(zhì)是RNA生物病毒RNA病毒（如：艾滋病病毒、禽流感病毒、SARS病毒、煙草花葉病毒）DNA病毒（如：T2噬菌體、天花病毒、乙肝病毒）原核生物真核生物遺傳物質(zhì)是DNA

DNA是主要的遺傳物質(zhì)格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗轉(zhuǎn)化因子是什么加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)DNA是細胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)RNA是RNA病毒的遺