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基因的本质(一)

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基因的本质

(一)DNA是主要的遗传物质

通过前面的学习,明确了遗传物质--基因在染色体上,是DNA还是蛋白质呢?蛋白质是遗传物质是早期的主流观点,后来有学者通过实验证明了DNA才是遗传物质。

DNA是遗传物质的实验证据

一、肺炎双球菌转化实验 (一)肺炎双球菌

肺炎双球菌有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核,属于 生物。在生态系统中属于 。R型菌:粗糙,无荚膜,无毒;S型菌:光滑,有荚膜,有毒。

(二)格里菲斯——体内转化实验

原理:S型菌会使小鼠患败血症而死 原则:S型菌与R型菌的毒性对照 过程:

结论:

加热杀死的S型细菌中,含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的

(三)艾弗里及其同事——体外转化实验

原理:对S型细菌中的物质进行分离提纯,分别单独地观察他们各自的作用 原则:S型细菌各成分作用的相互对照 过程:

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从S型细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质,然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入 的培养基中,R型细菌转化成了S型细菌,而加入蛋白质和多糖的培养基中,R型细菌不能发生这种转化。 结论:转化因子是 。 注意:

(1)加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,但DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键被打断,但缓慢冷却时,其结构可恢复。

(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了 。 (3)转化后形成的S型细菌可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验

(一)T2噬菌体的结构:专门寄生在大肠杆菌体内的病毒(无细胞结构),头部和

尾部的外壳都是由蛋白质构成,头部内含有DNA。

(二)噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入→合成→组装→释放。

合成子代噬菌体DNA的原料:

合成子代噬菌体蛋白质的原料是: ;场所是:

(三)噬菌体侵染细菌的实验过程

1、实验思路及方法(放射性同位素示踪法)

(1)因为P几乎都存在于 中,而S绝大多数存在于 中,所以用32P标记DNA,用35S标记蛋白质。(由于DNA和蛋白质中都有C、H、O、N四种元素,因此不能用其对噬菌体进行标记,否则无法判断到底是DNA还是蛋白质进入细菌细胞中。)

(2)因放射性检测时只能检测到部位,不能确定是何种元素的放射性,故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,应将二者分别标记,即把实验分成两组。

2、过程:

(1)标记噬菌体:用分别含 的培养基培养细菌,再用培养的细菌培养 ,分别得到蛋白质被35S标记和DNA被32P标记的噬菌体。 (培养噬菌体只能利用活体培养基,因为病毒是专营寄生生活的。) (2)含35S的噬菌体+细菌,混合培养,搅拌,离心。

结果: 含32P的噬菌体+细菌,混合培养,搅拌,离心。

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结果:

搅拌的目的: 离心的目的:

3、实验结论:

噬菌体侵染细菌时, 进入到细菌细胞中,而 留在外面。

子代噬菌体的各种性状是通过亲代 来遗传的。即证明了DNA的两大重要功能,即能够自我复制,使前后代保持一定的连续性;能够指导蛋白质的合成。从而控制新陈代谢的过程和性状特点。所以证明DNA是遗传物质。

注意:

(1)少量放射性出现的原因

①用32P标记实验时,上清液中也有一定的放射性的原因有二:

一是 ,使上清液出现放射性;

二是 ,也会使上清液放射性含量升高。

②用35S标记实验时,沉淀物中出现少量放射性的原因:可能由于 ,有少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。

(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的联系

都遵循了对照原则;均使DNA和蛋白质分开,单独处理,观察它们各自的作用,但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同;都能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质。前者证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。后者证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质。

DNA是主要的遗传物质

1.一切生物的遗传物质是 。

2.有细胞结构的生物遗传物质是 ,病毒的遗传物质是DNA或RNA。 生物的主要遗传物质是 ,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA。 3.RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建 烟草花叶病毒(简称TMV),其基本成分是蛋白质和RNA,体内无DNA。为查明其遗传物质,进行了如下实验:

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