1、第二单元 遗传的分子基础第四章 遗传的分子基础第一节 探索遗传物质的过程一、人类对遗传物资的探索过程:(一)1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验:1、肺炎双球菌有两种类型类型:l S型细菌:菌落光滑,菌体有夹膜,有毒性l R型细菌:菌落粗糙,菌体无夹膜,无毒性小鼠2、实验过程:注射 R型活细菌 不死亡S型活细菌 死亡,分离出S型活细菌加热杀死的S型细菌 不死亡R型活细菌+加热杀死的S型细菌 死亡,分离出S型活细菌3、实验证明:无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后,转化为有毒性的S型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。 推论(格里菲思):在第四组实验中,已经被加热杀死S型细
2、菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子”。这种转化因子将无毒性的R型活细菌 转化为有毒性的S型活细菌。【特别提示】加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。R型细菌转化S型细菌的原因是S型菌的DNA进入R型细菌内,与R型菌DNA实现重组,表现出S型菌的性状,此变异属于基因重组。(二)1944年艾弗里的实验:1、实验设计思路:对S型细菌中的物质进行提取、分离,分别单独观察各种物质的作用,体现了实验设计中的对照原则。2、实验过程:如右图3、实验证明:DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(即:DNA是遗传物质,蛋白质等不
3、是遗传物质。)(三)1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验1、实验设计思路:把DNA和蛋白质区分开来,直接地、单独地去观察DNA 和蛋白质的作用。2、实验材料:T2噬菌体(1)结构:没有细胞结构,只有DNA和蛋白质外壳。如右图所示(2)生活习性:专门寄生在大肠杆菌体内。2、实验过程:(对比实验)(1)用35S标记噬菌体:让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。结果:上清液中含35S,即亲代噬菌体蛋白质外壳;沉淀中无35S,即子代噬菌体。(2)用32P标记噬菌体:让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。结果:上清液中无32P ,即亲代噬菌体蛋白质外壳;沉淀中有32P,即子代噬菌体。3、实验结
4、论:在噬菌体中,亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,即:DNA是遗传物质。注意:该实验不能证明蛋白质不是遗传物质,因蛋白质没有进入细胞内。【特别提示】噬菌体侵染细菌包括:吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料氨基酸全部来自细菌,场所核糖体来自细菌。而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的,也有利用细菌体内的原料脱氧核苷酸新合成的。(四)1956年烟草花叶病毒感染烟草实验1、实验过程: 提取烟草花叶病毒的RNA和蛋白质,分别感染烟草,用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染花叶病,但从烟草花叶病毒中提取的RN
5、A却能使烟草感染花叶病。2、实验证明:在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。二、生物的遗传物质1、作为遗传物质必需具备的4个条件(1)在生长和繁殖的过程中,能够精确地复制自己,使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变后还能继续复制,并能遗传给后代。2、生物体内遗传物质的判别细胞生物(真核、原核)非细胞生物(病毒)核酸DNA和RNA仅有DNA仅有RNA遗传物质DNADNARNA举例细菌、蓝藻、真菌、动植物等T2噬菌体烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等【特别提示】(1)因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。(2)蛋白质一般不作为遗传物质的原因:不能自我复制,而且它在染色体中的含量往往不固定。分子结构也不稳定(易变性)。不能遗传给后代。(3)特例:阮病毒只含蛋白质成分,不含核酸,故认为阮病毒的遗传物质是蛋白质。