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1、第3章基因的本質(zhì)孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀由控制。遺傳因子染色體摩爾根通過果蠅實驗證明了基因位于上。科學家發(fā)現(xiàn):染色體主要組成成分蛋白質(zhì)和DNA。歷史的步伐DNA染色體在遺傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性?蛋白質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期推測蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸氨基酸多種多樣的排列可能蘊含遺傳信息蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì)挑戰(zhàn)實驗材料:兩種肺炎雙球菌多糖類莢膜R型菌菌落:粗糙無莢膜,無毒S型菌菌落:光滑(Smooth)有莢膜,有毒,可致死二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗(Rough)1.將無毒性的R型活細菌注射到小鼠體內(nèi),不死亡。2.將有毒性S型活細菌注射到小鼠體內(nèi),患敗血癥死亡。3.
2、將加熱殺死后的S型細菌注射到小鼠體內(nèi),不死亡。4.將無毒性R型活細菌與加熱殺死后的S型細菌混合后注射到小鼠體內(nèi),小鼠患敗血癥死亡。一.格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中,必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子格里菲思實驗的結(jié)論是什么?實驗結(jié)論:“轉(zhuǎn)化因子”是什么?在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設計思路是什么?必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開,單獨、直接地觀察它們的作用,才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細菌在殺死的S型細菌中含有哪些物質(zhì)?尋找轉(zhuǎn)化因子:但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢?二、艾弗
3、里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗R型細菌R型細菌只長R型菌只長R型菌R型細菌S型菌R型細菌S型菌的DNAS型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖S型菌的DNA+DNA酶實驗過程:實驗過程:多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNADNA+DNA酶分別與R型活細菌混合培養(yǎng)RRRRRSRS型活細菌RS多數(shù)少數(shù)二.艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗1944年DNA“轉(zhuǎn)化因子”是DNA,DNA才是遺傳物質(zhì)DNA純度越高,轉(zhuǎn)化越有效實驗結(jié)論:“轉(zhuǎn)化因子”是DNA,DNA才是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。(糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識)這個實驗結(jié)論足以讓所有科學家信服嗎?思考:1、加入DNA酶的組意圖何在?2、分析實驗結(jié)果,能得
4、出什么結(jié)論?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(jié)論表示懷疑。有沒有比細菌更為簡單的實驗材料?1952年,赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料,利用放射性同位素標記的新技術(shù),完成了另一個更具有說服力的實驗.思維碰撞實驗材料:T2噬菌體、大腸桿菌噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖三.噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA..T2噬菌體的特點①是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒②頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成,頭部內(nèi)含有DNA③在自身遺傳物質(zhì)的指導下進行繁殖,原料來自大腸桿菌④子代噬菌體從宿主
5、細胞裂解釋放。噬菌體大腸桿菌噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程:侵入別的細菌合成組裝釋放吸附侵入合成組裝釋放吸附動畫首先,噬菌體的尾端吸附在細菌的表面侵入然后,噬菌體通過尾軸把DNA全部注進細菌體內(nèi),而蛋白質(zhì)外殼則留在細菌體外,不起作用。噬菌體的DNA在細菌體內(nèi),使細胞本身的DNA解體,同時利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的DNA和蛋白質(zhì),這些新合成的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝出很多個與親代一模一樣的子代噬菌體。最后,這些噬菌體由于細菌的解體而被釋放出來,再去侵染其他的細菌。1、實驗設計思路:3、實驗過程:把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開,直接地、單獨地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用(1)標記細菌細菌+含35
6、S的培養(yǎng)基細菌+含32P的培養(yǎng)基含35S的細菌含32P的細菌(2)標記噬菌體噬菌體+含35S的細菌噬菌體+含32P的細菌含35S的噬菌體含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細菌含35S的噬菌體+細菌含32P的噬菌體+細菌:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低:上清液放射性很低,沉淀物放射性很高2、實驗方法:放射性同位素標記法三.噬菌體侵染細菌的實驗實驗原理和方法蛋白質(zhì)的組成元素:DNA的組成元素:(標記32p)(標記35s)標記噬菌體方法:在分別含有放射性同位素32p和35s的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體,制備含32p的噬菌體和含35s的噬菌體同位素標記法C、H、O、N
7、、SC、H、O、N、P標記侵染攪拌離心,檢測實驗步驟標記細菌標記噬菌體噬菌體侵染細菌(短時間保溫)攪拌離心觀察放射性的分布“短時間”:時間長噬菌體會使細菌發(fā)生裂解,釋放出子代噬菌體“保溫”:為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度,以保證酶的活性。攪拌的目的:使吸附在細菌上的噬菌體顆粒與細菌分離離心的目的:讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。內(nèi)部DNA不存在了的噬菌體外殼DNA是遺傳物質(zhì)1928年格里菲思——體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1944年艾弗里——體外轉(zhuǎn)化