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1、第二章第二章 遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳的分子基礎(chǔ)孟德爾通過孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的明了生物的性狀由性狀由 控控制的。制的。遺傳因子遺傳因子摩爾根通過果蠅摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明了基因?qū)嶒?yàn)證明了基因位于位于 上上科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分體主要組成成分 。蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)和DNADNA歷史的步伐歷史的步伐DNA染色體在染色體在遺傳上的遺傳上的連續(xù)性連續(xù)性和和穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。?蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)染色體染色體蛋白質(zhì)的基本組成單位蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸氨基酸氨基酸多種多樣的排列可能蘊(yùn)含遺傳信息氨基酸多種多樣的排列可能蘊(yùn)含遺傳信息蛋白質(zhì)是生物體主要的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)是生物體主要的遺

2、傳物質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)二、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的體外轉(zhuǎn)化驗(yàn)艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的體外轉(zhuǎn)化驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)材料：兩種肺炎雙球菌 多多糖糖類類莢莢膜膜菌落菌落:(R Rough)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)R型菌型菌S型菌型菌(S Smooth)粗糙粗糙無毒無毒無莢膜無莢膜有莢膜有莢膜菌落菌落:光滑光滑有毒有毒，可致死，可致死1.1.將將無毒性的無毒性的R R型活細(xì)菌型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，

3、注射到小鼠體內(nèi)，。2.2.將將有毒性有毒性S S型活細(xì)菌型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，注射到小鼠體內(nèi)，。3.3.將將加熱殺死后的加熱殺死后的S S型細(xì)菌型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，注射到小鼠體內(nèi)，。4.4.將將無毒性無毒性R R型活細(xì)菌與加熱殺死后的型活細(xì)菌與加熱殺死后的S S型細(xì)菌混合型細(xì)菌混合 后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠 。（一）格里菲思的肺炎雙球菌（一）格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)不死亡不死亡患敗血癥死亡患敗血癥死亡不死亡不死亡患敗血癥死亡患敗血癥死亡R活活R+R+有毒有毒S S型死細(xì)菌型死細(xì)菌 小鼠死亡小鼠死亡第四組第四組+S活活R死死S小鼠死亡小鼠死亡S活活S

4、S S中的轉(zhuǎn)化因子中的轉(zhuǎn)化因子 實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)過程：多糖多糖 脂質(zhì)脂質(zhì) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA酶酶 R R R RS S型活細(xì)菌型活細(xì)菌 分別分別與與R R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)型活細(xì)菌混合培養(yǎng)（二）艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn)（二）艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn) 1944年年“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子”是是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì)才是遺傳物質(zhì) DNADNA純度越高，轉(zhuǎn)化越有效純度越高，轉(zhuǎn)化越有效R SR 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：多多少少(1)(1)在加熱殺死的在加熱殺死的S S型細(xì)菌中，其型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活蛋白質(zhì)變性失活，但不要，但不要認(rèn)為認(rèn)為DNADNA

5、也變性失活，也變性失活，DNADNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。鍵被打開，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。(2)(2)轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)并不是基因發(fā)生突變，而是并不是基因發(fā)生突變，而是S S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA片片段整合到了段整合到了R R型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA中，即實(shí)現(xiàn)了中，即實(shí)現(xiàn)了 。(3)(3)在轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的在轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S S型細(xì)菌，型細(xì)菌，而是而是只有少部分只有少部分R R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S S型細(xì)菌型細(xì)菌。原因是轉(zhuǎn)化受。原因是轉(zhuǎn)化受DNADNA

6、的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響?！靖呖季剧姼呖季剧姟糠窝纂p球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素基因重組基因重組DB例例.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將加熱殺死的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將加熱殺死的S型細(xì)菌與型細(xì)菌與R型活細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)型活細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)S型型和和R型細(xì)菌含量變化情況如右圖所示。下列有關(guān)敘述錯型細(xì)菌含量變化情況如右圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的誤的A在死亡的小鼠體內(nèi)存在著在死亡的小鼠體內(nèi)存在著S型、型、R型兩種類型的細(xì)菌型兩種類型的細(xì)菌B曲線曲線a

7、b段下降的原因是段下降的原因是R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所消滅消滅C曲線曲線bc段上升，與段上升，與S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖導(dǎo)致小鼠型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖導(dǎo)致小鼠免疫力降低有關(guān)免疫力降低有關(guān)DS型細(xì)菌數(shù)量從型細(xì)菌數(shù)量從0開始是由于開始是由于R型細(xì)菌基因突變的結(jié)果型細(xì)菌基因突變的結(jié)果D 艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNADNA，純度，純度最高時也還有最高時也還有0.02%0.02%的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)，因此，仍有，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。有沒有比細(xì)菌更為簡單的實(shí)

8、驗(yàn)材料？有沒有比細(xì)菌更為簡單的實(shí)驗(yàn)材料？19521952年，年，赫爾希和蔡斯赫爾希和蔡斯以以T2T2噬菌體噬菌體為實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)材料，利用材料，利用放射性同位素標(biāo)記放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完的新技術(shù)，完成了另一個更具有說服力的實(shí)驗(yàn)成了另一個更具有說服力的實(shí)驗(yàn).思維碰撞思維碰撞實(shí)驗(yàn)材料：實(shí)驗(yàn)材料：二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)T T2 2噬菌體、噬菌體、大腸桿菌大腸桿菌同位素標(biāo)記法同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：DNA DNA 的組成元素：的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（標(biāo)記（標(biāo)記 3535S S）（標(biāo)記（標(biāo)記 3232P P）1、分別分別用含有

9、用含有32P、35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌2、分別分別用含有用含有32P、35S的大腸桿菌培養(yǎng)的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體噬菌體上清液和沉淀物放射性分析上清液和沉淀物放射性分析35S為什么沉淀物含少量放射性？為什么沉淀物含少量放射性？攪拌不充分，少量含攪拌不充分，少量含35S的噬菌體吸附的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。為什么上清液含少量放射性？為什么上清液含少量放射性？1.保溫時間過短，有一部分噬菌體還保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌，經(jīng)離心后分布沒有侵染到大腸桿菌，經(jīng)離心后分布于上清液中。于上清液中。2.保溫時間過

10、長，噬菌體在大腸桿菌保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液。上清液。32P 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體的增殖噬菌體的增殖(1)(1)模板：模板：(2)(2)合成合成DNADNA的原料：的原料：噬菌體噬菌體DNADNA大腸桿菌提供的四種脫大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。氧核苷酸。大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的氨基酸大腸桿菌的核糖體大腸桿菌的核糖體B A例下列有關(guān)探究生物體遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的說法例下列有關(guān)探究生物體遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是中，正確的是()A A格里菲思以肺炎雙球菌為實(shí)驗(yàn)材料得出的結(jié)論格里菲思以肺炎雙球

11、菌為實(shí)驗(yàn)材料得出的結(jié)論是是DNADNA是使是使R R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)B B艾弗里以肺炎雙球菌為實(shí)驗(yàn)材料得出的結(jié)論是艾弗里以肺炎雙球菌為實(shí)驗(yàn)材料得出的結(jié)論是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)C C赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)是以含赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)是以含35S35S和和32P32P的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)噬菌體再侵染大腸桿菌分別培養(yǎng)噬菌體再侵染大腸桿菌D D赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體可檢測出赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體可檢測出32P32P，說明，說明DNADNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)是噬菌體的遺傳物質(zhì)D 例為證明蛋白質(zhì)和例為證明蛋白質(zhì)和DNADNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，

12、赫爾希和蔡究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)(T2(T2噬菌體專門寄生在噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)大腸桿菌體內(nèi))。如圖中親代噬菌體已用。如圖中親代噬菌體已用32P32P標(biāo)記，標(biāo)記，A A、C C中的方中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是是()A A圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌，其內(nèi)的營圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入養(yǎng)成分中要加入32P32P標(biāo)記的無機(jī)鹽標(biāo)記的無機(jī)鹽B B若要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用若要達(dá)到

13、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用35S35S標(biāo)記噬菌體的標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組相互對照，都是實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)，兩組相互對照，都是實(shí)驗(yàn)組C C噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律遵循基因分離定律D D若本組實(shí)驗(yàn)若本組實(shí)驗(yàn)B(B(上清液上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNADNA是是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)B 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和T2T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，在在設(shè)計思路設(shè)計思路（設(shè)法將（設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察各自的作用）

14、和接地去觀察各自的作用）和設(shè)計原則設(shè)計原則（對照原則）上（對照原則）上是是相同相同的，但所用的，但所用技術(shù)手段技術(shù)手段（物質(zhì)提純與分離技術(shù)和（物質(zhì)提純與分離技術(shù)和放射性同位素標(biāo)記法）、放射性同位素標(biāo)記法）、實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論（能否（能否證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)方面）都是證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)方面）都是不相同不相同的。的。兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的比較兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的比較例例.以下與遺傳物質(zhì)相關(guān)的敘述，正確的是以下與遺傳物質(zhì)相關(guān)的敘述，正確的是()A A豌豆的遺傳物質(zhì)是豌豆的遺傳物質(zhì)是DNADNA和和RNARNAB B甲流病毒的遺傳物質(zhì)含有甲流病毒的遺傳物質(zhì)含有S S元素元素C CT2T2噬菌體

15、內(nèi)，堿基噬菌體內(nèi)，堿基A A、C C、G G參與組成的核苷參與組成的核苷酸有酸有6 6種種D D核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNADNA是主是主要的遺傳物質(zhì)要的遺傳物質(zhì)D例水稻的雄蕊是否可育，是由細(xì)胞核和細(xì)胞例水稻的雄蕊是否可育，是由細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)共同控制的，這種情況下水稻細(xì)質(zhì)中的遺傳物質(zhì)共同控制的，這種情況下水稻細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是胞中的遺傳物質(zhì)是()ADNA和和RNA BRNA CDNA D DNA和和RNAC 用用3535S S標(biāo)記標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有沉淀物中有放射性的原因放射性的原因：由于由于攪拌不充分?jǐn)嚢?/p>

16、不充分，有少量含，有少量含35S的噬菌體吸附在的噬菌體吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。用用3232P P標(biāo)記標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性上清液中含放射性的原因的原因：噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保保溫時間過長溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。保溫時間過短，保溫時間過短，有一部分噬菌體還未侵染到大腸桿菌細(xì)有一部分噬菌體還未侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。4 4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)直接證明：直接證明：DNA 是噬菌體的遺傳物質(zhì)是噬菌體的遺傳物質(zhì)；(2)間接證明：間接證明：說明說明 DNA 能自我復(fù)制，使前后能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性代保持一定的連續(xù)性說明說明DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成能控制蛋白質(zhì)的生物合成能不能證