年高三生物第一轮复习第十八讲DNA是主要的遗传物质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

基因本质基因本质 自从摩尔根提出基因染色体理论以后，基因在人们认自从摩尔根提出基因染色体理论以后，基因在人们认识中不再是抽象识中不再是抽象“因子因子”，而是存在于染色体上一个个单，而是存在于染色体上一个个单位。不过基因到底是什么呢？摩尔根在他基因论一书位。不过基因到底是什么呢？摩尔根在他基因论一书末尾说：末尾说：“我们依然极难放弃这个可爱假设：就是基因之我们依然极难放弃这个可爱假设：就是基因之所以稳定，是因为它代表着一个有机化学实体。所以稳定，是因为它代表着一个有机化学实体。”这个假这个假设能成立吗？设能成立吗？第1页金金丝丝猴猴后后代代仍仍然然是是金金丝丝猴猴第2页当代细胞学和遗传学研究表明，当代细胞学和遗传学研究表明，控制生物性状主要遗传物质是控制生物性状主要遗传物质是脱氧核糖核酸即脱氧核糖核酸即DNADNA。在此之前生物科学界认为何物在此之前生物科学界认为何物质是遗传物质？质是遗传物质？那怎样证实那怎样证实DNADNA是遗传物呢？是遗传物呢？牛后代依然是牛牛后代依然是牛第3页一、对遗传物质早期推测一、对遗传物质早期推测二、二、DNADNA是遗传物质证据是遗传物质证据三、三、DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质第4页一、对遗传物质早期推测一、对遗传物质早期推测 经过研究，人们了解到染色体在生物传宗接代过程中，经过研究，人们了解到染色体在生物传宗接代过程中，能够保持一定稳定性和连续性。所以，人们认为染色体在能够保持一定稳定性和连续性。所以，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。遗传上起着主要作用。科学家发觉染色体主要成份是蛋白质和科学家发觉染色体主要成份是蛋白质和DNADNA组成，那组成，那么谁才是遗传物质？么谁才是遗传物质？第5页 20世纪代，大多数科学家认为蛋白质是生物体遗传物质。2020世纪世纪3030年代，人们认识到年代，人们认识到DNADNA是由许多脱氧核苷酸是由许多脱氧核苷酸聚合而成生物大分子，组成聚合而成生物大分子，组成DNADNA分子脱氧核苷酸有四种，分子脱氧核苷酸有四种，每一个有一个特定碱基。但对每一个有一个特定碱基。但对DNADNA结构了解不清楚，蛋白结构了解不清楚，蛋白质是遗传物质观点仍占主导地位。质是遗传物质观点仍占主导地位。人们认识到蛋白质是由各种氨基酸连接而成大分子，人们认识到蛋白质是由各种氨基酸连接而成大分子，氨基酸各种多样排列次序，可能蕴含着遗传信息。氨基酸各种多样排列次序，可能蕴含着遗传信息。1.1.蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质2.DNA2.DNA是遗传物质是遗传物质第6页二、二、DNADNA是遗传物质证据是遗传物质证据(一一)格里菲思肺炎双球菌转化试验格里菲思肺炎双球菌转化试验1.1.肺炎双球菌肺炎双球菌 肺炎双球菌又称肺炎双球菌又称肺炎链球菌肺炎链球菌肺炎链球菌肺炎链球菌，是一个细菌，是一个细菌，属于属于原核生物原核生物原核生物原核生物，有，有R R型型和和S S型，它们是肺炎双球菌两个稳定型，它们是肺炎双球菌两个稳定品系。是一个人畜共患病原菌，品系。是一个人畜共患病原菌，其中其中S S型在人体内引发肺炎，在小白型在人体内引发肺炎，在小白鼠体内造成败血症，使小白鼠死亡鼠体内造成败血症，使小白鼠死亡。因为核区中因为核区中DNADNA分子不与蛋白质结合，所以，用它作试分子不与蛋白质结合，所以，用它作试验材料易于单独观察验材料易于单独观察DNADNA在遗传中作用。在遗传中作用。第7页2.R2.R型和型和S S型细菌区分型细菌区分（1）看菌落）看菌落 菌落是单个或少数细菌菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，在固体培养基上大量繁殖时，形成一个肉眼可见、含有一形成一个肉眼可见、含有一定形态结构子细胞群。每种定形态结构子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成菌细菌在一定条件下所形成菌落，能够作为菌种判定主要落，能够作为菌种判定主要依据。依据。S S型菌：菌落是光滑型菌：菌落是光滑R R型菌：菌落是粗糙型菌：菌落是粗糙第8页因：有荚膜因：有荚膜因：无荚膜因：无荚膜菌落表面光滑为：菌落表面光滑为：S S型菌，且有毒性；型菌，且有毒性；菌落表面粗糙为：菌落表面粗糙为：R R型菌，无毒性；型菌，无毒性；第9页 荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚粘性、胶冻样物质。荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚粘性、胶冻样物质。其化学成份随细菌种类不一样而有差异，多数细菌荚膜成其化学成份随细菌种类不一样而有差异，多数细菌荚膜成份为份为多糖多糖多糖多糖，如肺炎双球菌。，如肺炎双球菌。荚膜形成受遗传物质（基因）荚膜形成受遗传物质（基因）控制。控制。荚膜与细菌致病性相关，同时荚膜还能储留水分能抗荚膜与细菌致病性相关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物保护细菌抵抗吞噬细胞吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。质（如溶菌酶）杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。3.3.转化：转化：转化是指受体细胞直接摄取供体细胞遗传物质（转化是指受体细胞直接摄取供体细胞遗传物质（DNADNA片段）片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己基因中，从而取得，将其同源部分进行碱基配对，组合到自己基因中，从而取得供体细胞一些遗传性状，这种变异现象，供体细胞一些遗传性状，这种变异现象，称为转化。称为转化。第10页4.4.格里菲思（格里菲思（19281928）肺炎双球菌转化试验）肺炎双球菌转化试验(体内转化体内转化)（2 2）过过程程（1 1）原理：）原理：S S型在小白鼠体内造成败血症，使小白鼠死亡型在小白鼠体内造成败血症，使小白鼠死亡，而，而R R型则不能使小鼠死亡。型则不能使小鼠死亡。第11页第一组：第一组：R R型菌注射小鼠型菌注射小鼠 小鼠不死亡小鼠不死亡第二组：第二组：S S型菌注射小鼠型菌注射小鼠 小鼠死亡小鼠死亡第三组：加热杀死第三组：加热杀死S S型菌注射小鼠型菌注射小鼠 小鼠不死亡小鼠不死亡 第四组：第四组：(S(S型死菌型死菌+R+R型活菌型活菌)注射小鼠注射小鼠 小鼠死亡小鼠死亡说明：说明：R R型菌无毒，型菌无毒，而而S S型菌有毒型菌有毒说明：说明：S S菌死亡后失去毒性，不致死。菌死亡后失去毒性，不致死。说明：说明：S S型死菌能使型死菌能使R R型活菌转化成型活菌转化成S S型活菌型活菌 为何说为何说S S型死菌能使型死菌能使R R型活菌转化成型活菌转化成S S型活菌，而不能说型活菌，而不能说R R型活菌使型活菌使S S型死菌转化成型死菌转化成S S型活菌？型活菌？R R R R型菌能变成感受态细胞，而型菌能变成感受态细胞，而型菌能变成感受态细胞，而型菌能变成感受态细胞，而S S S S型菌不能。型菌不能。型菌不能。型菌不能。为何？为何？为何？为何？第12页（3）试验结论试验结论 这些转化成这些转化成S S型细菌后代也是有毒性型细菌后代也是有毒性S S型细菌，可见型细菌，可见这种性状转化是能够遗传。这种性状转化是能够遗传。格里菲思推论：格里菲思推论：在第四组试验中，已经被加热杀死在第四组试验中，已经被加热杀死S S型细菌中，必定型细菌中，必定含有某种促成这一转化活性物质含有某种促成这一转化活性物质“转化因子转化因子”这种这种转化因子将无毒性转化因子将无毒性R R型活细菌转化为有毒性型活细菌转化为有毒性S S型活细菌。型活细菌。第13页 试验表明，试验表明，S S型死菌体内有一个物质能引发型死菌体内有一个物质能引发R R型活菌型活菌转化产生转化产生S S型菌，这种转化物质（转化因子）是什么型菌，这种转化物质（转化因子）是什么?假如请你设计一个试验来确定转化因子是什么，你假如请你设计一个试验来确定转化因子是什么，你以为关键设计思绪是什么？以为关键设计思绪是什么？第14页19441944年美国艾弗里年美国艾弗里(O(OAvery)Avery)、麦克利奥特麦克利奥特(C.Macleod)(C.Macleod)及麦克及麦克卡蒂卡蒂(M(MMccarty)Mccarty)等人在格里菲等人在格里菲斯工作基础上，对转化本质进行斯工作基础上，对转化本质进行了深入研究。了深入研究。第15页（二）艾弗里肺炎双球菌转化试验（二）艾弗里肺炎双球菌转化试验(体外转化体外转化)试验设计寻找转化因子：试验设计寻找转化因子：关键思绪：关键思绪：把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量 。设计方法：设计方法：把由把由S S型细菌中分离，提取出各种成份，单独作用于型细菌中分离，提取出各种成份，单独作用于R R型细菌。型细菌。第16页（1 1）过过程程第17页 由此说明由此说明RNARNA、脂类、蛋白质、荚膜多糖和用、脂类、蛋白质、荚膜多糖和用DNADNA酶处酶处理理DNADNA均不引发转化，而均不引发转化，而DNADNA却能引发转化。假如用却能引发转化。假如用DNADNA酶处酶处理理DNADNA后，则转化作用丧失。后，则转化作用丧失。S S型菌型菌分离分离DNADNA R R型菌型菌蛋白质蛋白质R R型菌型菌 R R型菌型菌 多糖多糖R R型菌型菌 R R型菌型菌 R R型菌型菌S S型菌型菌DNADNA DNADNA酶酶 R R型菌型菌 R R型菌型菌 （2）试验表明：试验表明：第18页（4 4）影响影响R R型菌转化原因：型菌转化原因：供体细胞供体细胞DNADNA浓度。浓度越高，转化率越高。浓度。浓度越高，转化率越高。两种细菌亲缘关系。亲缘关系越近，转化越轻易。两种细菌亲缘关系。亲缘关系越近，转化越轻易。受体菌状态。只有处于感受态细胞才能被转化受体菌状态。只有处于感受态细胞才能被转化DNADNA是使是使R R型细菌产生稳定遗传改变物质，型细菌产生稳定遗传改变物质，DNADNA是转化因子。是转化因子。（3）结论：）结论：DNADNA是遗传物质是遗传物质艾弗里试验证实了艾弗里试验证实了DNADNA是遗传物质，能否证实蛋白是遗传物质，能否证实蛋白质不是遗传物质？质不是遗传物质？第19页S S型菌型菌分离分离DNADNA R R型菌型菌蛋白质蛋白质R R型菌型菌 R R型菌型菌 多糖多糖R R型菌型菌 R R型菌型菌 R R型菌型菌S S型菌型菌DNADNA DNADNA酶酶 R R型菌型菌 R R型菌型菌 证实证实DNADNA分解产物不是分解产物不是“转化因子转化因子”，其目标是从反面证实，其目标是从反面证实DNADNA是遗传物质。是遗传物质。是相互对照，证实是相互对照，证实DNADNA是遗传物质，而蛋白质、多糖等是遗传物质，而蛋白质、多糖等不是遗传传物质。不是遗传传物质。？第20页（三）几个问题：（三）几个问题：2.2.在格里菲斯试验中，在格里菲斯试验中，高温一定能杀死高温一定能杀死S S型活细菌吗？型活细菌吗？4.4.为何说是为何说是R R型活细菌在有型活细菌在有S S型死细菌型死细菌DNADNA作用下转化成了作用下转化成了S S型活细菌，而不是型活细菌，而不是R R型活细菌突变成型活细菌突变成S S型活细菌呢？型活细菌呢？5.5.5.5.转化因子又怎会一定是遗传物质？转化因子又怎会一定是遗传物质？转化因子又怎会一定是遗传物质？转化因子又怎会一定是遗传物质？要求在试验过程中寻找答案要求在试验过程中寻找答案3.3.S S型细菌型细菌DNADNA经过高温为何不会失去活性？经过高温为何不会失去活性？1.1.肺炎双球菌作为试验材料原因肺炎双球菌作为试验材料原因第21页6.6.我们吃进一些生物细胞，其中可能含有活性我们吃进一些生物细胞，其中可能含有活性DNADNA，会不，会不会影响我们细胞，使它们变成其它细胞？会影响我们细胞，使它们变成其它细胞？真核生物细胞膜表面结构与原核生物大不相同，转真核生物细胞膜表面结构与原核生物大不相同，转化因子不能进入细胞，因而不会发生转化（转化本身只化因子不能进入细胞，因而不会发生转化（转化本身只发生在同种菌株间或近缘菌株间）。所以，能够放心去发生在同种菌株间或近缘菌株间）。所以，能够放心去吃想吃东西，即使含有被加热杀死吃想吃东西，即使含有被加热杀死S S型肺炎双球菌也无妨。型肺炎双球菌也无妨。第22页 无荚膜无荚膜R R型细菌有非常主要型细菌有非常主要“感受态因子感受态因子”位点，确保了位点，确保了S S型细菌型细菌DNADNA能够进入。能够进入。S S型细菌有荚膜，无型细菌有荚膜，无“感受态因子感受态因子”位位点，不能作为受体菌直接培养而发生转化。点，不能作为受体菌直接培养而发生转化。那么那么S S型细菌有可能变成型细菌有可能变成R R型细菌吗？型细菌吗？当然有！自然状态下可能经过基因突变来完成转变，不当然有！自然状态下可能经过基因突变来完成转变，不是前文所述转化。用物理和化学方法进行人工诱变，变过来是前文所述转化。用物理和化学方法进行人工诱变，变过来还有可能再变回去。还有可能再变回去。7.7.R R型细菌型细菌DNADNA放入放入S S型细菌培养皿中，型细菌培养皿中，S S型细菌会不会变成型细菌会不会变成R R型型细菌？细菌？第23页8.8.经过对格里菲斯和艾佛里两位科学家肺炎双球菌转化试经过对格里菲斯和艾佛里两位科学家肺炎双球菌转化试验我们都知道，遗传物质是验我们都知道，遗传物质是DNADNA而不是蛋白质。不过还是有而不是蛋白质。不过还是有大多数学者认为蛋白质是遗传物质。这是为何？大多数学者认为蛋白质是遗传物质。这是为何？这是因为这是因为2020世纪以来，人们发觉蛋白质种类越来越多，功世纪以来，人们发觉蛋白质种类越来越多，功效也越来越广泛，一切生命活动，包含遗传特征表现都离不开效也越来越广泛，一切生命活动，包含遗传特征表现都离不开蛋白质。又因为受蛋白质。又因为受“四核苷酸假说四核苷酸假说”强大影响，当初大多数学强大影响，当初大多数学者认为，只有由者认为，只有由2020种氨基酸组成蛋白质最有可能包含着遗传信种氨基酸组成蛋白质最有可能包含着遗传信息；蛋白质有各种各样形式和功效，次级结构也花样繁多，因息；蛋白质有各种各样形式和功效，次级结构也花样繁多，因而在其复杂性背后可能隐藏着遗传特征。而在其复杂性背后可能隐藏着遗传特征。在在19521952年初，几乎全部主要遗传学学者都持这一个观点。年初，几乎全部主要遗传学学者都持这一个观点。他们认为埃弗里提取转化因子纯度不高，正是其中不到他们认为埃弗里提取转化因子纯度不高，正是其中不到0.02%0.02%蛋白质蛋白质“杂质杂质”起了遗传作用。起了遗传作用。第24页荚膜荚膜S S基因基因DNADNAS S型细菌型细菌加热加热细胞破坏，片段保持完整细胞破坏，片段保持完整R R型细菌型细菌S基因吸附进基因吸附进入入R型细菌型细菌S S基因基因肺炎双球菌转化试验实质肺炎双球菌转化试验实质R型细菌转化型细菌转化成成S型细菌型细菌第25页（三）（三）噬菌体侵染细菌试验噬菌体侵染细菌试验19521952年赫尔希（年赫尔希（A.Hershey)A.Hershey)和蔡斯（和蔡斯（M.Chase)M.Chase)（1 1）结构：头部和尾部外表）结构：头部和尾部外表是由是由蛋白质蛋白质组成，头部内含有组成，头部内含有DNADNA。（2 2）增殖特点：在本身遗传）增殖特点：在本身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体物质作用下，利用大肠杆菌体内物质来合成本身组成成份，内物质来合成本身组成成份，进行增殖。进行增殖。（3 3）生活方式生活方式：是一个专门是一个专门寄生在大肠杆菌细胞内病毒。寄生在大肠杆菌细胞内病毒。1.1.噬菌体噬菌体第26页（4 4）噬菌体侵染细菌过程）噬菌体侵染细菌过程第27页（4 4）噬菌体侵染细菌过程）噬菌体侵染细菌过程第28页吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNADNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用细菌化学成份和酶系统合成出噬菌体利用细菌化学成份和酶系统合成出噬菌体DNADNA、蛋、蛋白质白质新合成新合成DNADNA、蛋白质组装成很多噬菌体、蛋白质组装成很多噬菌体细菌解体，释放出噬菌体细菌解体，释放出噬菌体（4 4）噬菌体侵染细菌过程）噬菌体侵染细菌过程第29页怎样确定噬菌体注入细菌细胞内是怎样确定噬菌体注入细菌细胞内是DNADNA而不是蛋白质？而不是蛋白质？用同位素标识法要标识噬菌体用同位素标识法要标识噬菌体DNADNA以及蛋白质哪种元素？以及蛋白质哪种元素？怎样让噬菌体怎样让噬菌体DNADNA以及蛋白质含有放射性元素？以及蛋白质含有放射性元素？第30页2.同位素标识法同位素标识法（1 1 1 1）同位素：）同位素：）同位素：）同位素：12C、14C1H、3H32S、35S31P、32P14N、15N16O、18O放射性同位素：放射性同位素：稳定性同位素：稳定性同位素：原子核不稳定，能发出射线，用特定显影装原子核不稳定，能发出射线，用特定显影装置可检测到。置可检测到。原子核稳定，不发出射线。原子核稳定，不发出射线。质子数相同，中子数不一样同一元素质子数相同，中子数不一样同一元素第31页 用用同位素标识化合物同位素标识化合物同位素标识化合物同位素标识化合物，化学性质不变化学性质不变化学性质不变化学性质不变，也能够，也能够参加生物参加生物参加生物参加生物体内生化反应体内生化反应体内生化反应体内生化反应。科学家经过特殊。科学家经过特殊放射性显影仪器放射性显影仪器放射性显影仪器放射性显影仪器追踪放射性追踪放射性同位素标识化合物，能够搞清楚化学反应过程。科学家也可同位素标识化合物，能够搞清楚化学反应过程。科学家也可经过经过测量分子质量或离心技术测量分子质量或离心技术测量分子质量或离心技术测量分子质量或离心技术来区分来区分稳定性同位素稳定性同位素。（2）同位素标识法类型）同位素标识法类型放射性同位素标识法放射性同位素标识法稳定性同位素标识法稳定性同位素标识法12CO214CO2第32页标识标识标识标识32323232P P标识标识标识标识35353535S S3.3.标识标识T T2 2噬菌体噬菌体元素元素C C、HH、OO、N N、P PC C、HH、OO、N N、S S第33页（1 1）标识）标识T T2 2噬菌体噬菌体培养含有培养含有3232PDNATPDNAT2 2噬菌体噬菌体、用含有放射性同位素用含有放射性同位素3232P P培养基培养大肠杆菌培养基培养大肠杆菌使大肠杆菌细胞内使大肠杆菌细胞内DNADNA或或DNADNA原料含有放射性同位素原料含有放射性同位素3232P P。、用培养过得大肠杆菌来培养用培养过得大肠杆菌来培养T T2 2噬菌体噬菌体4.T4.T2 2噬菌体侵染大肠杆菌试验过程噬菌体侵染大肠杆菌试验过程得到得到DNADNA含有含有3232P P标识噬菌体。标识噬菌体。第34页培养含有培养含有3535S S蛋白质蛋白质T T2 2噬菌体噬菌体、用含有放射性同位素用含有放射性同位素3535S S培养基培养大肠杆菌培养基培养大肠杆菌使大肠杆菌细胞内蛋白质使大肠杆菌细胞内蛋白质或氨基酸含有放射性同位或氨基酸含有放射性同位素素3535S S。、用培养过得大肠杆菌来培养用培养过得大肠杆菌来培养T T2 2噬菌体噬菌体得到蛋白质含有得到蛋白质含有3535S S标识噬菌体。标识噬菌体。第35页（1 1）标识）标识T T2 2噬菌体噬菌体35S噬菌体噬菌体用含用含3535S培培养基培养细菌养基培养细菌噬噬菌菌体体用含用含3232P P培培养基培养细菌养基培养细菌含含3232P P细菌细菌噬噬菌菌体体噬菌体噬菌体侵侵 染染含含3535S S细菌细菌含含3535S S细菌细菌32P含含3232P P细菌细菌侵侵 染染第36页（2 2）过程）过程第一组第一组第一组第一组第二组第二组第二组第二组有有35S有有32p极少极少3535S S极少极少3232p p第37页（3）结论）结论赫尔希和蔡斯试验表明：赫尔希和蔡斯试验表明：噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNADNA进入到细菌细胞中，而蛋进入到细菌细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。所以，子代噬菌体各种形状，是白质外壳仍留在外面。所以，子代噬菌体各种形状，是经过亲代经过亲代DNADNA遗传。遗传。DNADNA才是真正遗传物质。才是真正遗传物质。本试验还能间接证实本试验还能间接证实DNADNA是遗传物质两个特点：一是遗传物质两个特点：一是是DNADNA前后代保持一定连续性；二是前后代保持一定连续性；二是DNADNA能够指导蛋白质能够指导蛋白质合成，从而控制生物新陈代谢过程和性状。合成，从而控制生物新陈代谢过程和性状。第39页（4 4）几个问题）几个问题为何要搅拌？为何要搅拌？为何要离心？原理是什么？为何要离心？原理是什么？从理论上分析，用从理论上分析，用3535S S（或（或3232P P）噬菌体侵染细菌后，经）噬菌体侵染细菌后，经过搅拌离心，沉淀物（或上清液）应该不含有放射性物质，过搅拌离心，沉淀物（或上清液）应该不含有放射性物质，不过为何试验结果则出现少许放射性物质？能否防止此种现不过为何试验结果则出现少许放射性物质？能否防止此种现象？象？侵染时间过长或过短对试验结果造成影响相同还是不一侵染时间过长或过短对试验结果造成影响相同还是不一样吗？请说明理由样吗？请说明理由第40页 搅拌和离心目标是为了将噬菌体蛋白质外壳同侵入搅拌和离心目标是为了将噬菌体蛋白质外壳同侵入大肠杆菌噬菌体大肠杆菌噬菌体DNADNA分开，方便对放射性元素跟踪测试。分开，方便对放射性元素跟踪测试。离心会使质量较轻噬菌体颗粒进入上清液，而被感染细离心会使质量较轻噬菌体颗粒进入上清液，而被感染细菌则形成沉淀，菌则形成沉淀，但这必须确保是在菌体裂解之前进行。但这必须确保是在菌体裂解之前进行。噬菌体侵染细菌速度很快，在噬菌体侵染细菌速度很快，在3737条件下大约条件下大约4040分分钟就能够产生钟就能够产生100100到到300300个子代噬菌体。从感染到释放前个子代噬菌体。从感染到释放前这段时间叫潜伏期，大约经历这段时间叫潜伏期，大约经历2020到到3030分钟。短时间保温分钟。短时间保温可取得足够数量子代噬菌体，但又必须防止超出潜伏期可取得足够数量子代噬菌体，但又必须防止超出潜伏期（确保溶液分层），所以离心要在（确保溶液分层），所以离心要在“短时间短时间”保温后及保温后及时进行。时进行。在在T T2 2噬菌体侵染细菌试验中，经过短时间保温后，噬菌体侵染细菌试验中，经过短时间保温后，用搅拌器搅拌，离心才会使混合溶液分层。其中用搅拌器搅拌，离心才会使混合溶液分层。其中“短时短时间间”有何意义？有何意义？第41页 第一个试验是把第一个试验是把3535S S标识噬菌体与细菌混合，吸附几分钟后，离心除去标识噬菌体与细菌混合，吸附几分钟后，离心除去没有吸附上噬菌体，搜集沉淀（噬菌体没有吸附上噬菌体，搜集沉淀（噬菌体细菌混合物），将沉淀悬浮后再细菌混合物），将沉淀悬浮后再一次离心，搜集上清液和沉淀，分别测定放射性活性，发觉一次离心，搜集上清液和沉淀，分别测定放射性活性，发觉80%80%放射活性放射活性存在于上清液中，沉淀中只有存在于上清液中，沉淀中只有20%20%放射活性，这是因为在这期间大部分吸放射活性，这是因为在这期间大部分吸附噬菌体已经将其附噬菌体已经将其DNADNA注入细菌而蛋白质外壳与细菌解离进入上清液，但注入细菌而蛋白质外壳与细菌解离进入上清液，但依然有少部分留在细菌细胞壁上，以后证实沉淀中依然有少部分留在细菌细胞壁上，以后证实沉淀中20%20%放射活性确实是因放射活性确实是因为尾丝与细菌表面结合太紧，以至于不轻易把它除去。用为尾丝与细菌表面结合太紧，以至于不轻易把它除去。用3232P P标识噬菌体和标识噬菌体和细菌混合，用上述方法一样处理后试验结果差异很大，细菌混合，用上述方法一样处理后试验结果差异很大，70%70%放射活性在沉放射活性在沉淀里，而淀里，而30%30%放射活性在上清液里。在上清液放射活性在上清液里。在上清液30%30%放射活性可能是因为搅拌放射活性可能是因为搅拌细菌时破裂产生。（几年后发觉有些缺损噬菌体粒子不能将其细菌时破裂产生。（几年后发觉有些缺损噬菌体粒子不能将其DNADNA注入到注入到细菌中去）。把这些沉淀悬浮在生长培养基中重新保温，发觉能够产生子细菌中去）。把这些沉淀悬浮在生长培养基中重新保温，发觉能够产生子代噬菌体细菌同时也含有从亲代噬菌体转移代噬菌体细菌同时也含有从亲代噬菌体转移3232P P到细菌细胞中去能力。到细菌细胞中去能力。在赫尔希和蔡斯所做噬菌体侵染细菌试验中，在用在赫尔希和蔡斯所做噬菌体侵染细菌试验中，在用3535S S标识标识一组侵染试验一组侵染试验,主要在上清液中检测到了放射性元素，那么沉主要在上清液中检测到了放射性元素，那么沉淀物少许放射性是怎样产生淀物少许放射性是怎样产生?而用而用3232P P标识一组试验标识一组试验,却主要在试却主要在试管沉淀物中检测到了放射性同位素，那么上清液中少许放射性管沉淀物中检测到了放射性同位素，那么上清液中少许放射性又是怎样产生又是怎样产生?第42页 噬菌体侵染细菌试验无可反驳证实了噬菌体侵染细菌试验无可反驳证实了DNADNA是遗传物质。是遗传物质。从试验科学性讲，因为噬菌体蛋白质外壳没有进入菌体，从试验科学性讲，因为噬菌体蛋白质外壳没有进入菌体，单就本试验而言，不能证实，蛋白质不是噬菌体遗传物质，单就本试验而言，不能证实，蛋白质不是噬菌体遗传物质，更不能证实蛋白质不是其它生物遗传物质。更不能证实蛋白质不是其它生物遗传物质。噬菌体侵染细菌试验能否证实蛋白质不是遗传物质噬菌体侵染细菌试验能否证实蛋白质不是遗传物质?第43页（一）（一）RNARNA是遗传物质试验证据是遗传物质试验证据三、三、DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质 有生物如烟草花叶病毒，简称有生物如烟草花叶病毒，简称TMVTMV，基本成份是蛋白质，基本成份是蛋白质和和RNARNA，体内并没有，体内并没有DNADNA，而只含有，而只含有RNARNA，这些生物遗传物质，这些生物遗传物质是什么呢？是什么呢？怎样去证实怎样去证实RNARNA是遗传物质？是遗传物质？19571957年格勒和施拉姆用石炭酸处理这种病毒，去掉了蛋年格勒和施拉姆用石炭酸处理这种病毒，去掉了蛋白质，只剩下了白质，只剩下了RNARNA，再将，再将RNARNA接种在正常烟草上，结果发生接种在正常烟草上，结果发生了花叶病。而用蛋白质部分感染正常烟草，则不发生花叶病。了花叶病。而用蛋白质部分感染正常烟草，则不发生花叶病。格勒和施拉姆格勒和施拉姆格勒和施拉姆格勒和施拉姆试验试验试验试验第44页TMVTMV（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）蛋白质外膜蛋白质外膜RNARNA侵染侵染烟草叶烟草叶引发引发病症病症侵染侵染烟草叶烟草叶烟草叶烟草叶未引发未引发病症病症侵染侵染烟草叶烟草叶引发引发病症病症证实证实证实证实RNARNARNARNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。第45页TMVTMV（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）蛋白质外膜蛋白质外膜RNARNA侵染侵染烟草叶烟草叶引发引发病症病症HRVHRV（车前草病毒）（车前草病毒）蛋白质外膜蛋白质外膜RNARNA引发引发病症病症侵染侵染烟草叶烟草叶（二）（二）RNARNA是遗传物质试验证据是遗传物质试验证据怎样证实怎样证实RNARNA是遗传物质是遗传物质?以后有些人将烟草花叶病毒以后有些人将烟草花叶病毒RNARNA与车前草病毒蛋白质结合与车前草病毒蛋白质结合在一起，形成一个类似在一起，形成一个类似“杂种杂种”新品系，用它进行感染试验，新品系，用它进行感染试验，发生病症以及繁殖出病毒类型，都与烟草花叶病毒相同，证实发生病症以及繁殖出病毒类型，都与烟草花叶病毒相同，证实这些病毒遗传物质是这些病毒遗传物质是RNARNA，蛋白质不是遗传物质。，蛋白质不是遗传物质。第46页RNARNA是遗传物质是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。侵染侵染侵染侵染侵染侵染未引发未引发病症病症引发引发病症病症引发引发病症病症结果：结果：组装组装分离分离HRVHRV（车前草病毒）（车前草病毒）新新病病毒毒结论：结论：第47页（二）（二）DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质遗传物质种类遗传物质种类脱氧核糖核苷酸（脱氧核糖核苷酸（DNADNA）氧核糖核苷酸（氧核糖核苷酸（RNARNA）蛋白质蛋白质细胞生物和少数病毒细胞生物和少数病毒几乎都是病毒几乎都是病毒极少数病毒，如朊病毒极少数病毒，如朊病毒 在自然界绝大多数生物遗传物质都是在自然界绝大多数生物遗传物质都是DNADNA，所以，所以DNADNA是是主要遗传物质。主要遗传物质。第48页四、病毒四、病毒 病毒（病毒（virus)virus)是由一个核酸分子（是由一个核酸分子（DNADNA或或RNARNA）与蛋白质）与蛋白质组成非细胞形态靠寄生生活生命体。组成非细胞形态靠寄生生活生命体。1.1.概念概念 原指一个动物起源毒素。原指一个动物起源毒素。“virus”“virus”一词源于拉丁文。一词源于拉丁文。病毒能增殖、遗传和演化，因而含有生命最基本特征，至病毒能增殖、遗传和演化，因而含有生命最基本特征，至今对它还没有公认定义。其主要特点是：今对它还没有公认定义。其主要特点是：2.2.特点特点第49页2.2.特点特点（2 2）没有细胞结构，其主要成份仅为核酸和蛋白质两种，没有细胞结构，其主要成份仅为核酸和蛋白质两种，故又称故又称“分子生物分子生物”；（3 3）每一个病毒只含一个核酸，不是每一个病毒只含一个核酸，不是DNADNA就是就是RNARNA。（4 4）既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成本身核酸和蛋白质成份。宿主活细胞内现成代谢系统合成本身核酸和蛋白质成份。（5 5）以核酸和蛋白质等以核酸和蛋白质等“元件元件”装配实现其大量繁殖。装配实现其大量繁殖。（1 1）形体极其微小，普通都能经过细菌滤器，所以病毒原形体极其微小，普通都能经过细菌滤器，所以病毒原叫叫“滤过性病毒滤过性病毒”，必须在电子显微镜下才能观察。，必须在电子显微镜下才能观察。第50页（6 6）在离体条件下，能以无生命生物大分子状态存在，在离体条件下，能以无生命生物大分子状态存在，并长久保持其侵染活力。并长久保持其侵染活力。（7 7）对普通抗生素不敏感，但对干扰素敏感。对普通抗生素不敏感，但对干扰素敏感。（8 8）有些病毒核酸还能整合到宿主基因组中，并诱发潜有些病毒核酸还能整合到宿主基因组中，并诱发潜伏性感染。伏性感染。2.2.特点特点第51页从性质来分：从性质来分：温和病毒（温和病毒（HH）、烈性病毒（狂犬病毒）。）、烈性病毒（狂犬病毒）。3.病毒分类病毒分类从遗传物质分类：从遗传物质分类：DNADNA病毒、病毒、RNARNA病毒、蛋白质病毒（如：朊病毒）病毒、蛋白质病毒（如：朊病毒）从病毒结构分类：从病毒结构分类：真病毒（真病毒（EuvirusEuvirus，简称病毒）和亚病毒（，简称病毒）和亚病毒（SubvirusSubvirus，包含类病毒、拟病毒、朊病毒），包含类病毒、拟病毒、朊病毒）从寄主类型分类：从寄主类型分类：噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HH等）等）第52页球状病毒；球状病毒；杆状病毒；杆状病毒；砖形病毒；砖形病毒；冠状病毒；冠状病毒；丝状病毒丝状病毒链状病毒；链状病毒；有包膜球状病毒；有包膜球状病毒；含有球状头部病毒；含有球状头部病毒；封于包含体内昆虫病毒。封于包含体内昆虫病毒。4.4.病毒形态病毒形态第53页5.5.化学组成及功效化学组成及功效 大多数病毒是由大多数病毒是由DNADNA和蛋白质组成和蛋白质组成,少数病毒是由少数病毒是由RNARNA和蛋白质组成和蛋白质组成,极少数是只有蛋白质极少数是只有蛋白质。DNADNA病毒：病毒：T T2 2噬菌体、噬菌体、T T4 4噬菌体、流感病毒噬菌体、流感病毒（是造成人类致病那种是造成人类致病那种）、天花病毒、乙肝病毒、花椰菜病毒天花病毒、乙肝病毒、花椰菜病毒；6.6.常见病毒常见病毒RNARNA病毒：病毒：烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMVTMV)、车前草病毒、车前草病毒(HRVHRV)、艾滋病病毒、艾滋病病毒 (HIVHIV)、SARSSARS病毒、禽流感病毒、病毒、禽流感病毒、H1N1H1N1病毒病毒；蛋白质病毒：朊病毒蛋白质病毒：朊病毒第54页第55页第56页A A本试验所使用被标识噬菌体是接种在含有本试验所使用被标识噬菌体是接种在含有3535S S培养基中取得培养基中取得B B本试验选取噬菌体作为试验材料原因之一是其结构组成只有蛋白本试验选取噬菌体作为试验材料原因之一是其结构组成只有蛋白 质质和和DNADNAC C试验中采取搅拌和离心等伎俩是为了把试验中采取搅拌和离心等伎俩是为了把DNADNA和蛋白质分开再分别检测和蛋白质分开再分别检测其放射性其放射性D D在新形成噬菌体中没有检测到在新形成噬菌体中没有检测到3535S S，说明噬菌体遗传物质是，说明噬菌体遗传物质是DNADNA而不是而不是蛋白质蛋白质第57页第58页基因突基因突变变第59页S型菌型菌某种物某种物某种物某种物质质质质(或转化因子或转化因子或转化因子或转化因子)第60页SS型型细细菌中提取、分离菌中提取、分离(和判定和判定)出各种成份出各种成份分别与分别与RR型型细细菌混合培养菌混合培养其后代是否有其后代是否有SS型型细细菌菌(菌落菌落)出现出现第61页相互相互对对照照DNADNA结构必须保持完整才能行使遗传功效结构必须保持完整才能行使遗传功效(或或DNADNA结构被破结构被破坏失去遗传功效坏失去遗传功效)解旋解旋(或变性或变性)复性复性(恢复双螺旋结构恢复双螺旋结构)SS型菌型菌DNADNA是使是使R R型细菌发生转化物质型细菌发生转化物质第62页第63页第64页第65页病毒繁殖只能在宿主活病毒繁殖只能在宿主活细细胞中胞中进进行行第66页蛋白蛋白质质与双与双缩脲试剂缩脲试剂作用作用显显紫色紫色DNA与二苯胺试剂共热显蓝色与二苯胺试剂共热显蓝色(与与次序可交次序可交换换)第67页设设法将禽流感病毒蛋白法将禽流感病毒蛋白质质和和RNA分开，单独地、直接地去观察分开，单独地、直接地去观察它们各自作用它们各自作用RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应RNA是遗是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质传物质，而蛋白质不是遗传物质RNA没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应RNA不是不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质遗传物质，而蛋白质是遗传物质RNA和蛋白质都没有遗传效应和蛋白质都没有遗传效应RNA和蛋白质都不是和蛋白质都不是遗传物质遗传物质 第68页第69页第70页第71页第72页第73页第74页第75页第76页第77页第78页第79页第80页第81页第82页为何用32P噬菌体侵染细菌，在子代噬菌体中能检测到放射性物质，而35S噬菌体侵染细菌时，在子代噬菌体中检测不到放射性物质？此问题用来下个内容引入问题。第83页