
孟德爾通過實驗證明了性狀由遺傳因子控制
摩爾根實驗證明基因位于染色體上。
染色體在遺傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性
科學家發(fā)現(xiàn):染色體主要組成成分: 。
誰是遺傳物質(zhì)?作為遺傳物質(zhì)需要具備哪些條件?
作為遺傳物質(zhì)應具備的條件:
1、能自我復制(前后代保持一定的連續(xù)性)
3、能夠指導蛋白質(zhì)的合成,從而控制生物性狀和代謝過程
2、具有多樣性(能儲存大量的遺傳信息)
4、分子結構比較穩(wěn)定,但也能引起可遺傳的變異
(閱讀P42第一段)
◇氨基酸(21種)多樣的排序可能蘊含著遺傳信息
◇DNA中的脫氧核苷酸排序也可能儲存大量遺傳信息!
人們雖然意識到DNA的重要性,但對DNA結構沒有清晰認識。所以在相當長的時間里,人們并沒有把目光從蛋白質(zhì)轉移到DNA上。
死亡,從體內(nèi)分離出R型和S型活菌
一、格里菲思的肺炎鏈球菌的轉化實驗(體內(nèi)轉化)
加熱殺死的S型菌無致病性
假設1:S型菌沒有徹底殺死;假設2:S型菌死而復活:假設3:混合后重新出現(xiàn)的 (即R型轉化成S型)。
殺死的S型菌含“轉化因子”并能遺傳。(等同于遺傳物質(zhì))
你能從該實驗中學習到哪些實驗方法?
實驗要控制單一變量和設置對照組。
閱讀課本43頁,填寫兩種肺炎鏈球菌的特點:
多糖構成,可引起人患肺炎,鼠患敗血病。
【合作探究】---尋覓“轉化因子”
思考:如果你是當時的一位科學家,為了弄清楚這種轉化因子到底是 哪一種物質(zhì),你該如何設計這個實驗?
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,
但是當時的技術有限,并不能徹底提純這些物質(zhì),因此,可以 通過酶解法,將物質(zhì)一個個的排除,通過觀察剩余提取物的轉化活性來尋找轉化因子,這就是實驗設計的“減法原理”(課本P46)
二、 艾弗里確定轉化因子的實驗
(肺炎鏈球菌的體外轉化)
DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)(轉化因子)。
第2-4組說明提取物仍具有轉化活性。
第5組:說明提取物不具有轉化活性。
討論1:從控制變量的角度,艾弗里的實驗思路是什么?在實際操作過程中遇到的最大困難是什么?
巧妙運用減法原理,即每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì),從而鑒定出誰是遺傳物質(zhì)。最大的困難是如何徹底去除細胞中含有的某種物質(zhì)(糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。
自變量:是否加入酶及酶的種類;因變量:培養(yǎng)基中是否有活的S菌。
艾弗里的體外轉化實驗既證明了DNA是遺傳物質(zhì),同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì);
被轉化的R型菌只是少量,在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中,R型菌的菌落仍占絕大多數(shù);
在體內(nèi)轉化實驗中,使小鼠致死的是S型菌,不是S型菌的DNA
X基因吸附在R型細菌表面
R型細菌轉化成S型細菌
只是少數(shù)R型菌轉化為S型菌
R型細菌轉化為S型細菌的本質(zhì)是什么?
蛋白質(zhì)變性失活,但DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復其活性)
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,完成了另一個更具有說服力的實驗。
思考:有沒有更好的材料、更好的方法將DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨去觀察它們的作用呢?
他們因此獲得了諾貝爾獎!
盡管艾弗里的實驗完全能夠證明DNA是遺傳物質(zhì),但是,由于當時人們深受蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的影響,并沒有接受艾弗里的實驗結論。
三、赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細菌的實驗
如此一來,DNA與蛋白質(zhì)就能徹底分離
設法把DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨地直接去觀察它們的作用。
研究方法:放射性同位素標記法
思考:如何讓噬菌體帶上標記呢?
提問:能不能用含35S或32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體?為什么? 如何得到35S、32P標記的噬菌體呢?
培養(yǎng)和標記噬菌體的方法
(課本P45-圖3-6)
思考1:離心和攪拌的作用分別是什么?
包括T2噬菌體和蛋白質(zhì)外殼
使吸附在大腸桿菌上的T2噬菌體、蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離。
35S標記的噬菌體及蛋白質(zhì)外殼沒有與大腸桿菌分離,隨之到了沉淀物中。
思考2:保溫時間對實驗有何影響?
釋放出子代噬菌體也在上清液中
含有32P的噬菌體還沒有進入大腸桿菌
攪拌不充分,少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面,隨細菌離心到沉淀物中。
1.保溫時間過短2.保溫時間過長
噬菌體侵染細菌實驗能不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)?為什么?
不能,因為蛋白質(zhì)外殼并沒有進入大腸桿菌,既不能證明是遺傳物質(zhì),也不能證明不是遺傳物質(zhì)所以,所以,只能證明遺傳物質(zhì)是DNA。
質(zhì)疑:DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎?以下生物的遺傳物質(zhì)是什么呢?
煙草花葉病毒不含DNA,只有RNA和蛋白質(zhì),如何確定其遺傳物質(zhì)是什么?
煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
思路:煙草花葉病毒的RNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開,直接地、單獨地去觀察他們各自的作用,從而判斷誰才是遺傳物質(zhì)
①僅RNA能使煙草產(chǎn)生原樣病斑
②僅蛋白質(zhì)能使煙草產(chǎn)生原樣病斑
③RNA和蛋白質(zhì)都能使煙草產(chǎn)生原樣病斑
若出現(xiàn)①結果則僅RNA是遺傳物質(zhì);
若出現(xiàn)②結果則僅蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì);
若出現(xiàn)③結果則RNA和蛋白質(zhì)都是遺傳物質(zhì)
課題:探究煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么?
四、煙草花葉病毒感染煙草的實驗
結論:在只含有RNA的病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。 ?
S型菌體內(nèi)有轉化因子。
DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是。
幾個實驗均不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
細胞核遺傳物質(zhì)是DNA,細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)是RNA!
細胞內(nèi)均含有DNA和RNA
絕大多數(shù)生物遺傳物質(zhì)是DNA。
一種生物遺傳物質(zhì)只有一種。
①核酸是一切生物的遺傳物質(zhì) ②人的主要遺傳物質(zhì)是DNA。③染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。
【高頻易錯點】1.噬菌體侵染細菌實驗中的標記誤區(qū)(1)該實驗不能標記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素,否則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開。(2)35S(標記蛋白質(zhì))和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上,因為放射性檢測時只能檢測到存在部位,不能確定是何種元素的放射性。
2.DNA與蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性不同:加熱殺死的S菌,蛋白質(zhì)變性失活(不可逆),但DNA變性(DNA雙螺旋解旋)后,降溫時結構可恢復(具可逆性)。
3、體內(nèi)轉化實驗不能簡單地說成有毒性的S型細菌的DNA可使小鼠致死, 而是具有毒性的S型細菌可使小鼠致死。
4、含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),因為病毒營專性寄生生活,所以應先培養(yǎng)細菌,再用細菌培養(yǎng)噬菌體。
【案例介紹】根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型,有些病毒對人類健康會造成很大危害,通常,一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
確定新型冠狀病毒是DNA病毒還是RNA病毒。
請利用放射性同位素標記的方法,設計實驗:
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