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1、1968年诺贝尔奖年诺贝尔奖生理学或医学奖生理学或医学奖霍利霍利Robert WHolley美国分子生物学家康奈尔大学科拉纳科拉纳Har Gobind Khorana美国生物化学家威斯康星大学尼伦伯格尼伦伯格Marshall WNirenberg美国生化遗传学家国立卫生研究院 解读了遗传密码解读了遗传密码及其在蛋白质合成方及其在蛋白质合成方面的机能面的机能1962年诺贝尔奖年诺贝尔奖生理学或医学奖生理学或医学奖克里克、沃森、威尔金斯获克里克、沃森、威尔金斯获1962年年诺贝尔生理学或医学奖诺贝尔生理学或医学奖克里克克里克Francis Harry Compton Crick英国物理学家美国加州
2、圣地亚哥的索尔克研究院 教授沃森沃森美国遗传学家威尔金斯威尔金斯英国物理学家 建立了建立了DNA的双螺旋模型的双螺旋模型1933年诺贝尔奖年诺贝尔奖生理学或医学奖生理学或医学奖 发现了染色体在遗传中发现了染色体在遗传中的作用,创立了基因学说。的作用,创立了基因学说。摩尔根摩尔根Thomas Hunt Morgan美国 加利福尼亚技术研究所 教授艾弗里 O.Avery 对于受过生命科学教育的人来说,脱氧核糖核酸(DNA)是生物遗传信息的载体,这似乎已是一种常识。然而就在五十多年前,当Avery(18771955)及其同事于1944年发表这一理论时,却引起了遗传学界的极大惊讶和怀疑。直到50年代中
3、期,这一理论才为遗传学界普遍接受。这样,年迈的Avery也没能等到这一天便溘然长逝而失去了荣获诺贝尔奖的机会。 诺贝尔奖评选委员会惋惜地承认:“Avery于1944年关于DNA携带信息的发现代表了遗传学领域中一个最重要的成就,他没能得到诺贝尔奖金是很遗憾的”。2020世纪科学史上的一大憾事世纪科学史上的一大憾事 20世纪中叶,科学家发现:染色体主要由 蛋白质和DNA (成分)组成。蛋白质和蛋白质和DNADNA, 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验型细菌型细菌型细菌型细菌光滑光滑Smooth粗糙粗糙Rough有多糖类的荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜无多糖类的荚膜有
4、毒性,可致死有毒性,可致死无毒性无毒性菌落菌落菌体菌体毒性毒性对比A、B组的实验现象,这说明了什么?什么使活R型细菌转变成活的S型细菌? 由于体内有活的S型细菌的作用。活的R型细菌变成了活的S型细菌。 加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。格里菲思的实验: D组小鼠为什么会死亡呢?活的S型细菌如何出现? S型细菌使小鼠死亡。 加热杀死的加热杀死的S S型细菌中,必然含有某种促型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质成这一转化的活性物质“转化因子转化因子”。哪种物质是转化因子?哪种物质是转化因子? 假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家, ,应该怎样设计实应该怎样设计实验来证明验来证
5、明: :转化因子是什么物质转化因子是什么物质? ?寻找转化因子:寻找转化因子: 在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质?型细菌中含有哪些物质?多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA加热杀死的S型细菌 艾弗里提出了不同于当时艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论:大多数科学家观点的结论: DNA是使是使R型细菌产生型细菌产生稳定遗传变化的物质。稳定遗传变化的物质。 将将DNA与蛋白质等其他物质分开,与蛋白质等其他物质分开,分别观察分别观察DNA与蛋白质等其他物质的作与蛋白质等其他物质的作用。用。噬菌体的结构模式图噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实
6、验小小资资料料噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,病毒,噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的繁殖。当噬菌体增值到一组成成分,进行大量的繁殖。当噬菌体增值到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。2DNA和蛋白质,应分别标记哪一种元素? 1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验:用放射性同位素标记和测试。 在在T2噬菌体的化学分析中噬菌体的化学分析中, 对蛋对蛋白质和白质
7、和DNA的进一步分析表明的进一步分析表明: 硫硫仅存在于仅存在于蛋白质蛋白质分子中,分子中, 磷磷几乎仅存在于几乎仅存在于DNA分子中。分子中。赫尔希和蔡斯的实验: 如何让噬菌体被标记? 先用含先用含32P的培养基培养大肠杆菌,的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体去感染这种大肠杆菌。再用噬菌体去感染这种大肠杆菌。赫尔希和蔡斯的实验: 赫尔希和蔡斯的实验: T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验进一步观察发现:进一步观察发现: 细菌裂解释放出的噬菌体中,可细菌裂解释放出的噬菌体中,可以检测到以检测到3232P P标记的标记的DNADNA,但却不能检,但却不能检测到测到3535S S标记
8、的蛋白质。标记的蛋白质。 A、B两组实验结果: A组标记的是蛋白质,侵染时留在外面,产生的子代噬菌体不含放射性。B组标记的是DNA,侵染时进入细菌体内,产生子代噬菌体含有放射性。实验说明什么? 噬菌体进入细菌中的是DNA,蛋白质留在外面。这样就形成的与亲代一样的噬菌体,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的,DNA才是真正的遗传物质 。赫尔希和蔡斯的实验: 用放射性同位素标记的方法间接用放射性同位素标记的方法间接地将蛋白质与地将蛋白质与DNA分开,分别观察蛋分开,分别观察蛋白质与白质与DNA的作用。的作用。设计实验:设计实验:证明证明烟草花叶病毒烟草花叶病毒的遗传物质是什么?的遗传物质是
9、什么?烟草花叶病毒(TMV)被病毒感染的烟草叶片RNA蛋白质设计实验: TMV(烟草花叶病毒)蛋白质RNA设计思路:将蛋白质与RNA分离,单独观察小结大多数生物以 为遗传物质,少数生物以 为遗传物质,所以 是一切生物的遗传物质, 是主要的遗传物质。蛋白质 (是,不是)遗传物质。DNARNA核酸DNA不是感谢评委和同学们的辛勤付出!感谢评委和同学们的辛勤付出!思考:思考: 在在T2噬菌体侵染细菌的实验中,离心后噬菌体侵染细菌的实验中,离心后35S在上清液中的放射性很高,沉淀物中放射性很在上清液中的放射性很高,沉淀物中放射性很低,而低,而32P在沉淀物中放射性很高,在上清液中在沉淀物中放射性很高,在上清液中放射性很低。放射性很低。 其中,其中,35S在沉淀物中的放射性虽然很低,在沉淀物中的放射性虽然很低,但还是有的,同样,但还是有的,同样,32P在上清液中的放射性虽在上清液中的放射性虽然很低,但也还是有的,请同学们思考这是为然很低,但也还是有的,请同学们思考这是为什么,这对实验操作有什么启示?什么,这对实验操作有什么启示?
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