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课件网) 第3章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质 一.作为遗传物质所必须具备的特点 1、在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地自我复制，使得前后代具有一定的连续性； 2、能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程； 3、具有储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，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。 思考：遗传物质为什么要具备这些条件？蛋白质满足其中的哪些条件？蛋白质作为遗传物质具有哪些不足？ 蛋白质：组成蛋白质的氨基酸有21种。由于氨基酸的种类和数量不同，排列顺序不同，可以组成无数种蛋白质，这一点符合上述的第三个特点。蛋白质（特别是酶）能够控制生物体的性状和代谢，这一点符合第二个特点。但是蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定；它也不能遗传给后代，所以蛋白质不可能是遗传物质。 核酸：科学研究已经充分证明，核酸具备上述4个特点，所以核酸才是生物体的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。绝大多数生物体的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。 二. 对遗传物质的早期推测 1、20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质：当时人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。 2、20世纪30年代，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位：此时人们已认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 三. 肺炎链球菌的转化实验 1、格里菲斯：体内转化实验 艾弗里：体外转化实验 2、肺炎链球菌 肺炎链球菌 荚膜 致病性 菌落表面 S型 有 有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 光滑 R型 无 无致病性 粗糙 三. 肺炎链球菌的转化实验 3、体内转化实验 转化的实质：转化是指游离DNA分子被细菌摄取，并得以表达的基因转移过程，转化的实质是基因重组。加热杀死的S型细菌遗留下了完整细菌DNA的各个片段，其中包括控制荚膜形成的基因，即S基因。这一片段进入R型细菌的基因组中，使之也能合成荚膜，抵抗免疫系统中吞噬细胞的吞噬，转化为有毒的S型细菌。 思考：转化因子是什么？你会如何进行进一步的实验来探究？ 给小鼠注射 存活情况 小鼠尸体中分离的菌种 推测 R型活菌 不死亡 S型活菌 死亡 S型活细菌 S型死菌 不死亡 R型活菌+加热杀死的S型死菌 死亡 有S型活细菌，其后代仍为S型细菌 加热杀死的S型死菌，含有某种促使R型或细菌转化为S型或细菌的活性物质———转化因子。 三. 肺炎链球菌的转化实验 4、体外转化实验 实验结论：转化因子是DNA，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 实验类型和原理：利用“减法原理”进行对照实验，人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。 实验影响：证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质。但是由于S型细菌细胞提取物中的蛋白质不能完全去除（最低仍有0.02%），有部分科学家怀疑艾弗里的实验结论。 组别 向有R型活菌的培养基中加入 实验结果 转化活性 1 S型细菌的细胞提取物 （去除了绝大部分糖类、蛋白质和脂质） 空白对照 R型+S型 有 2 蛋白酶 R型+S型 有 3 酯酶 R型+S型 有 4 RNA酶 R型+S ... ...
