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(共33张PPT)
课前提问
1.什么是伴性遗传？
2.伴X隐性遗传病特点？伴X显性遗传病特点？伴Y遗传特点？
3.如何通过遗传系谱图判断是否为伴性遗传
4.鸡的性别决定方式，以及使子代性状和性别相关联，亲本应如何选择 下图其中一种病为伴性遗传
第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
问题探讨
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
遗传物质应能够储存大量的遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定等等。
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的
可行方法有哪些
例如，将特定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等。
DNA
蛋白质
染色质
染色体
由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
20世纪20年代
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
没发现其他大分子有类似的结构特点。
蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
格里菲思
艾弗里
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验
肺炎链球菌的种类
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
毒性
表面光滑 （Smooth）
表面粗糙（ rough）
小鼠不致死
可使小鼠致死
多糖类的荚膜
为什么R型细菌不致病？
格里菲思的小鼠体内转化实验过程
阅读课本P43，思考并讨论以下问题：
1. 根据第一、二组实验，你能得出什么样的结论？
2. 根据第二、三组实验，你能得出什么样的结论？
3. 第四组实验中为什么会出现活的S型细菌？
1.对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
2.对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
实验现象分析
3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？
猜想1：S型细菌死而复生。
猜想2：R型活细菌转化为S型细菌。
4. 这种转化产生的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，又说明了什么？
转化的性状可以稳定遗传
加热致死的S型细菌使部分活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌，使小鼠死亡。体内分离出的S型细菌由R型细菌转化而来。
R型菌
S型菌
转化因子
S型菌
后代
5.在杀死的S型细菌中含有哪些物质？哪一个才是转化因子呢？如何才能在这些物质中将它找出来呢？
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA……
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
资料：已知在80-100℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55℃时，DNA的结构会恢复，蛋白质不会。
（三）艾弗里的体外转化实验
实验目的：
实验材料：
自变量：
因变量：
找到转化因子是什么？
培养基、R型活细菌、S型细菌的细胞提取物、各种酶
加热杀死的S型细菌中各种物质的成分
R型细菌是否被转化
（二）艾弗里的体外转化实验
1.制备S型细菌的细胞提取液
S型细菌
死亡的S型细菌
S型细菌的细胞提取液
加热致死
破碎，使用酶除去绝大部分糖类、蛋白质、脂质
提取物中含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA。
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
分别去除细胞提取液中各种成分后，观察S细菌提取液能否将R型细菌转化。
2.实验设计思路
① 第一组中加热致死后的S型细菌的细胞提取物与R型活
细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
S型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂质和RNA、DNA）中含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的物质-转化因子。
② 实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
加入蛋白酶是为了证明实现转化的不是蛋白质；
加入RNA酶是为了证明实现转化的不是RNA；
加入酯酶是为了证明实现转化的不是酯类物质。
③ 第一至四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化，R型细菌仍占多数
实验现象分析
④第五组，用DNA酶处理S型细菌的细胞提取液之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。
⑤S型细菌的细胞提取物中已经去除了蛋白质，那么加入蛋白酶的这一组实验是否多余？
不多余，并未彻底去除，提取物中去除的是大部分蛋白质、糖类和脂质。后面再加入酶，可以保证与R型细菌反应的S型细菌提取液中不含有S型细菌的蛋白质、糖类和脂质等物质。
减法原理
加法原理
含义：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
举例：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeC13溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
含义：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
举例：在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用酶解法特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 ①所用材料相同 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
但是，仍有人对实验结论表示怀疑。因为艾弗里实验中无法真正去除蛋白质，可能仍存在少量的蛋白质。
有没有更好的材料、更好的方法
能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？
三、噬菌体侵染大肠杆菌的实验
（一）了解噬菌体
① 成分只有蛋白质和DNA
② 一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，仅能在大肠杆菌内繁殖。
③ 繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。
侵入别的细菌
合成
组装
释放
吸附
注入
吸附，注入，合成，组装，释放
1.T2噬菌体侵染细菌的过程
2.为什么选择T2噬菌体来进行实验？
选材的原因：
①结构简单。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。
②繁殖快。细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
③便于实验控制变量。T2噬菌体在繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性元素分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素进行放射性标记
实验方法：放射性同位素标记法
组成元素
蛋白质:
DNA：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
35S
32P
能不能用3H、14C标记噬菌体？
能不能同时用32P和35S标记噬菌体？
如何标记噬菌体？
三、噬菌体侵染细菌的实验
蛋白质被35S标记的噬菌体
DNA被32P
标记的噬菌体
在含35S的培养基中培养大肠杆菌
在含32P的培养基中培养大肠杆菌
未标记的T2噬菌体
标记T2噬菌体
感染
感染
得到
得到
1.实验过程
标记的T2噬菌体
侵染大肠杆菌
搅拌
离心并检测放射性
检测子代噬菌体的放射性
短时间保温
无放射性标记的细菌
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
三、噬菌体侵染细菌的实验
为噬菌体培养提供适宜
的恒定的温度，侵染细菌。
三、噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
离心后
离心后
上清液的放射性很高
沉淀物的放射性很低
细菌裂解
细菌裂解
沉淀物的放射性很高
上清液的放射性很低
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
在新形成的部分噬菌体中检测到32P
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质
35S标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体与细菌混合
噬菌体分别被35S或32P标记
搅拌后离心
搅拌后离心
2.实验结果
三、噬菌体侵染细菌的实验
实验结果
噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞，而蛋白质外壳留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的
实验结论
DNA是噬菌体的遗传物质
由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
搅拌不充分
理论上
上清液
沉淀物
其中一个
大肠杆菌
实际上
35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因
思考讨论
保温时间长
理论上
上清液
沉淀物
该大肠杆菌有噬菌体侵入
实际上
部分释
放出来
释放
未来得及侵染
实际上
保温时间短
①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
思考讨论
32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因
T2噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液
沉淀物
子代噬菌体
结论 放射性高
放射性低
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
◇蛋白质没有进入细菌细胞
◇DNA进入到细菌的细胞中
◇DNA才是噬菌体的遗传物质
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
得到全新病毒
不能得到病毒
：
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA
患病
不患病
四、RNA是遗传物质的实验证明
五、DNA是主要的遗传物质
这句话的含义是：
①绝大多数生物以DNA为遗传物质
凡是有DNA的生物
凡是细胞结构的生物
②极少数生物没有DNA，只有RNA一种核酸，则RNA是遗传物质，
如烟草花叶病毒、艾滋病病毒HIV、大多数流感病毒等
就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA。

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