遺傳的物質基礎

第六章 遺傳和變異

第一節  遺傳的物質基礎

一、dna是主要的遺傳物質教學目的
　  dna是主要的遺傳物質（c：理解）
教學重點
　　1、肺炎雙球菌的轉化實驗的原理和過程
　　2、噬菌體侵染細菌的實驗原理和過程
教學難點
　　肺炎雙球菌的轉化實驗的原理和過程
教學用具
　　肺炎雙球菌的轉化實驗過程圖、t2噬菌體結構的模式圖、t2噬菌體侵染細菌的實驗過程圖
教學方法
　　講授法、討論法
課時安排　1課時   教學過程俗話說，種瓜得瓜，種豆得豆；一母生九子，九子各不同。這些現象表明生物具有遺傳和變異的特性。遺傳是指親代與子代在形態、結構和生理上表現為相似的現象。變異是指親代與子代、子代與子代之間在形態、結構和生理上表現有差異的現象。
　　我們知道，生物體的性狀之所以能夠傳給后代，后代之所以具有親代的特征是由于在生物體內具有對遺傳起決定性作用的物質，也就是遺傳物質。那么，什么是生物的遺傳物質呢？這就是這節課我們要學習的內容dna是主要的遺傳物質。（一）遺傳物質應具備的特點
　　1、遺傳物質應具備的特點
　　（1）能復制，在前后代保持連續性，穩定性；
　　（2）能控制物質性狀和代謝過程；
　　（3）有貯存巨大數量遺傳信息的潛在能力；
　　（4）能引起可遺傳的變異。分子結構比較穩定，但在特殊情況下能夠發生突變，而且突變后還能繼續復制，并能夠遺傳給后代。
　　遺傳和變異是生物在生殖、發育過程中表現的基本特征。因此尋找遺傳物質應從生殖發育的過程去考慮。2、染色體在生物遺傳中起著重要作用
　　19世紀末，生物學家通過對生殖發育中減數分裂、受精作用和有絲分裂等過程的研究，發現細胞中染色體在前后代能保持連續性和穩定性，認識到染色體在生物的遺傳中起著重要作用。
　　染色體主要是由蛋白質和dna組成的。那么，它們中究竟哪一種具備遺傳物質的4個特征，是遺傳物質呢？
　　因為蛋白質具有前面遺傳物質的第（2）、（3）特點，所以曾有人認為蛋白質是遺傳物質。但越來越多的科學實驗證明，生物體內主要的遺傳物質是dna，而不是蛋白質。（二）dna是遺傳物質的間接證據1、dna分布在染色體內，是染色體的主要成分；而染色體是直接與遺傳有關的。2、細胞核內dna的含量十分穩定，而且與染色體的數目存在著平行關系：在同一種生物的細胞中，體細胞（二倍體）中dna的含量是生殖細胞（單倍體）中dna含量的2倍；體細胞中染色體的含量也正好是生殖細胞的2倍。3、dna在代謝中較穩定，不受生物體的營養條件、年齡等因素的影響。4、作用于dna的一些物理和化學因素，如紫外線、x射線、氮芥等都可以引起生物體遺傳特性的改變。下面我們介紹證明dna是遺傳物質的兩個著名的實驗。（三）dna是遺傳物質的直接證據
　　在生物體內dna與蛋白質往往同時存在，因此在證明dna是遺傳物質的實驗中關鍵的設計思路是設法將dna與蛋白質分開，單獨地、直接地觀察dna和蛋白質的作用。其關鍵技術是dna、蛋白質和多糖等的提取分離技術和其它有關技術（細菌、噬菌體的培養技術；同位素標記技術）。1、肺炎雙球菌的轉化實驗
　　轉化作用是指一種生物由于接受了另一種生物的遺傳物質（dna或rna），而表現出后者的某些遺傳性狀，或發生遺傳性狀改變的現象。其實質是外源dna與受體細胞dna之間的重組，使受體細胞獲得了新的遺傳信息。轉化率與供體細胞dna的純度有關。dna越純，轉化率就越高。（1）格里菲思的實驗（體內轉化實驗）1928年，英國科學家格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行轉化實驗。在實驗中，他用了兩種不同類型的肺炎雙球菌。一種是s型細菌，它的菌落光滑，菌體有多糖類的莢膜，對肺炎雙球菌有保護作用，使之不受被感染動物的正常免疫機制所殺死，是有毒性的球形菌，可以引起人患肺炎和使小鼠患敗血癥而死亡；另一種是r型細菌，它實際上是肺炎雙球菌的突變型，它已喪失了合成具有保護作用的莢膜，因此它無毒性，菌落粗糙。