生物的遗传物质

科学家的质疑
提纯的DNA含0.02%蛋白质 是否那0.02%蛋白质发挥作用？ 如何将DNA和蛋白质分开？
时间：1951~1952年 人物：赫尔希和蔡斯 事件：噬菌体侵染细菌实验 结论：
噬菌体病毒
1、结构： 蛋白质外壳：C H O N S DNA： C H O N P 2、繁殖方式：
噬菌体侵染细菌实验过程
（内因） （外因）
基因重组 基因突变 染色体畸变
可遗传 的变异
三个来源
遗传物质 的改变
（三）是否有利
不抗倒伏的小麦
抗倒伏的小麦
有利的变异
不利的变异
白 化 苗
正 常 苗
大多数变异对于生物来说都是有害的
三、遗传与育种
萧伯纳的笑话
美国现代舞创始人邓 肯曾向著名剧作家萧伯纳 写信求爱，希望与萧伯纳 生下一子，好让他同时拥 有邓肯的美貌和萧伯纳的 智慧，没想到萧伯纳回信 称∶“如果孩子的容貌如 我，大脑像你怎么办？”
• 案例2：一对同卵双胞胎兄弟，哥哥长期在 野外工作，弟弟长期在室内工作，哥哥与 弟弟相比脸色较黑。
（二）变异的类型
变 异 的 类 型
不可遗传的变异
（仅由环境的影响引起，遗传物质不变）
基因重组
可遗传的变异
（遗传物质的改变）
基因突变
突变
染色体畸变
表现型与基因型的关系
不遗传的变异 表现型 ＝ 基因型 ＋ 环境条件
1组：蛋白质标记 35S 2组：DNA标记 32P
时间：1951~1952年 人物：赫尔希和蔡斯 事件：噬菌体侵染细菌实验 结论：DNA是遗传物质。
资料6：20世纪30年代，哈马斯顿发现Ｄ ＮＡ是一种细长的高分子化合物，只包含 四种碱基：腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、 胞嘧啶。
• 资料7：1952年，奥地利生物化学家查哥夫 发现：同种生物不同器官的DNA分子组成是 恒定的，A和T的数目相等，G和C的数目相 等。
人类应用遗传变异培育新品种
杂交 高产倒伏小麦 低产抗倒伏小麦
高产抗倒伏小麦
原因分析
通过杂交育种，低产抗倒伏小麦把抗倒 伏的基因传给了子代，高产不抗倒伏的小 麦将高产基因传给了子代，所以可以获得 高产抗倒伏小麦。
人类应用遗传变异培育新品种
普通甜椒
太空椒
太空椒是在太空的条件下，引起 基因发生改变而培育成的新品种。
1945年爱尔兰科学家费来明发明青霉素以 来，世界各地科学家用紫外线照射的方法处理 青霉，将青霉素的产量提高了几千倍，价格下 降到原来的几万分之一。
紫外线照
射处理
结
论
注：遗传和变异在生物 界中普遍存在，是生物 体生命的基本特征之一
常见生物育种方法的比较
方法
无性 繁殖 杂交
原 理
细胞分裂
实例
无核蜜桔
时间：1929年 人物：艾弗里 事件：转化因子是什么？ 结论：
艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验
S型活菌
多糖
DNA
蛋白质
DNA+ DNA酶
分别与R型活细菌混合培养
R
R S
R
R
实验结论：
DNA是具有转化作用的遗传物质
时间：1929年 人物：艾弗里 事件： 转化因子是什么？ 结论：DNA是遗传物质 蛋白质不是遗传物质。
结论：确认基因在染色体上，并按一定顺序排列。
资料5：资料20世纪初，德国的科塞尔发现 核物质包括蛋白质和核糖核酸（RNA）脱氧 核糖核酸（DNA），蛋白质和DNA是染色体 的成分。
基因（遗传因子）控制生物性状
基因在染色体上 染色体由DNA和蛋白质构成 谁是遗传物质？DNA或蛋白质？
时间：1928年 人物：格里菲斯 事件：肺炎双球菌转化实验 结论：
结论：遗传因子存在于细胞核中。
（细胞核主要结构是由核膜、染色质、核仁等构成）
资料2：1879年，德国细胞学家弗莱明 （W．Flemming,1843～1915）通过对蝾螈幼体
尾鳍的上皮细胞和红细胞的有丝分裂之观察，
首先发现了在细胞核分裂时，被染色的细丝状 物质（即后来称为的染色体）要纵裂为二，并 分别移向两个子细胞这一重要的事实。到1882 年，弗莱明详细描述了有丝分裂过程。他发现，
基因是什么？
沃森
克里克
（二）基因是什么
基因是含有特定遗传信息 的DNA分子片段，是控制 生物性状的功能单位，染 色体是基因的载体。
小结
* *
细胞核里有染色体，染色体由ＤＮＡ 和蛋白质组成，每条染色体上一般只 有一条DNA分子。 一条DNA分子上包含多个基因，基因 是有遗传效应的ＤＮＡ片段。
优
点
保持优良性状
基因重组
抗倒伏抗锈病小 麦 青霉素高产菌株 无籽西瓜 抗虫棉
集中优良性状 提高变异频率，出现新 性状 器官大，营养成分含量 高 目的性强，打破物种界 限
诱变 多倍体 基因 工程
基因突变 染色体倍增 转基因
肺炎双球菌 细菌，原核 S型有毒 R型无毒
肺炎双球菌的转化实验
实验材料
实
验
S型肺炎双球菌
有多糖类荚膜
R型肺炎双球菌
无多糖类荚膜
小鼠
菌落光滑 菌落粗糙 使人患肺炎或使小 无毒性 鼠患败血症死亡
格里菲思转化实验过程 活的S型菌
活的R型菌 加热杀死 的S型菌 ＋ 活的R型菌 死的S型菌 活的S型菌
时间：1928年 人物：格里菲斯 事件：肺炎双球菌转化实验 结论：S型菌中转化因子可以使R型菌发生转化。
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二、变异
祖孙四代
龙生九子
龙生九子 老大赑屃（bì ） xì 老二螭吻/鸱尾（chǐwěn/chǐweǐ） 老三蒲牢（pǔláo） 老四狴犴（bì àn） 老五饕餮（tāotiè） 老六蚣蝮（ gōng fù ） 老七睚眦（yázī） 老八狻猊（suāní） 老九椒图（ jiāo tú）
春天的油菜花
每一个物种的细胞中都有数目稳定的染色体。
资料3：1902年萨顿研究蝗虫的有性生殖，蝗虫 体细胞中有24条染色体，形成的成熟的生殖细 胞里各有12条染色体
蝗虫和它的染色体
结论：遗传因子存在于（染色质）染色体上。
资料4：摩尔根
• “一切都要经过实验”的信条 • 1908年，他开始用黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)作为实验材料，研究生物遗传性 状中的变异现象。 1、果蝇饲养容易； 2、果蝇繁殖力强，1天时间 • 1910年，在红眼的果蝇群中发现了一只异常的 卵即可孵化为蛆，2到3天变 白眼雄性果蝇。（宝贝） 成蛹，5天羽化为成虫，一 年可以繁殖30代； • 子代中3470个红眼的，782个白眼的，基本符 3、果蝇细胞内的染色体很 简单，只有4对8条，清晰可 合3：1。 辨。 • 白眼果蝇居然全部是雄性。
金鱼的变异现象
二、变异
（一）变异概念：在自然界中不存在两个完全一样的生物个 体，同种生物个体之间的形状总有一些差异，这种形状差异 现象叫做变异。
鸡冠的变异
小豆种子变异
菜豆种子变异
变异：
指亲子间及子代个体间的差异
案例1：某对肤色正常 的夫妇生下一个患白化 病的孩子。
白化症患者所缺少的黑色素（ melanin），是由于控制酪氨 酸酶的基因异常导致的，是黑 色素生成过程有缺陷的先天性 代谢异常，属于体染色体隐性 遗传病，属于单基因遗传疾病 （酪氨酸酶能将酪氨酸转化为 黑色素）。
第二节 生物的遗传物质
父亲 母亲
精子
受精卵 卵细胞
亲代通过生殖细胞将遗传物质传递给子代
遗传物质存在于生殖细胞的什么结构呢？
一、基因的奥秘
（一）基因在哪里
资料1、1875年，德国动物学家赫特维奇 （O．Hertwig,1849～1922）通过用显微制片 染色技术对海胆卵受精过程的观察，第一次 证实了“受精过程取决于精核和卵核的相互 融合”。
你知道金鱼是 怎么培育出来 的吗？
金鱼的祖先是鲫鱼。鲫鱼 的后代发生了变异，人们 选择其中合乎自己需要的 个体进行繁殖，逐渐形成 了各种金鱼。
人类应用遗传变异培育新品种
产量不同的奶牛
选择、繁育
选择、繁育
高产奶牛
原 因 分 析
不同的奶牛控制产奶量的基因组成不同，通过人 工选择可以将产量高的奶牛选择出来，这种奶牛含 有控制高产奶量的遗传物质，经过繁殖，再从下一 代中选择产奶量多的奶牛，最终可以得到高产奶牛 。