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第3章第1节 DNA是主要的遗传物质
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA 组成。
蛋白质和DNA,谁是遗传物质
讨论：
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
2.为什么说DNA是主要的遗传物质？
20世纪30年代
一、对遗传物质的早期推测
人们认识到蛋白质 是由多种氨基酸连接而成的生物大分子
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
20世纪20年代
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
脱氧核苷酸有4种，多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息
蛋白质是生物体的遗传物质。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
有两个经典实验可证明
遗传物质是DNA还是蛋白质呢？
设计实验证明它的实验设计思路是？
把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用
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
艾弗里确定转化因子的体外转化验
噬菌体侵染细菌的实验
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎双球菌转化实验
1.格里菲思肺炎双球菌体内转化实验
（1）为什么第四组实验导致小鼠死亡？
R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡。
（2）格里菲思实验的结论是什么
加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。
2.艾弗里确定转化因子的体外转化验
(1)艾弗里及其同事的设计思路是什么？
把DNA和蛋白质、糖类等分开，单独地、直接地观察它们的作用
（2）第3步得出什么结论？
只有完整的DNA才能进行转化。脱氧核苷酸没有转化作用。
(3)艾弗里及其同事的实验结论是什么？
转化因子是DNA。
二、肺炎双球菌转化实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
注意：
1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
二、肺炎双球菌转化实验
2.艾弗里确定转化因子的体外转化验
科学方法：
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。
“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。
1.选材
选材原因：T2噬菌体结构简单，只有蛋白质和DNA构成。
三、噬菌体侵染细菌的实验
2.实验技术
T2噬菌体
同位素标记法
元素 C H O N P S
同位素 14C 3H 18O 15N 32P 35S
分别选择何种元素标记噬菌体的蛋白质和DNA？
提示：T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
DNA
蛋白质
32P
DNA
蛋白质
35S
被35S标记的噬菌体
被32P标记的噬菌体
被35S标记的噬菌体与细菌混合
被32P标记的噬菌体与细菌混合
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
搅拌后离心
搅拌后离心
新形成的噬菌体
中无放射性
新形成的噬菌体
中有放射性
3.实验过程
三、噬菌体侵染细菌的实验
【问题3】为什么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中还有很低放射性？
【问题4】为什么含32P噬菌体侵染细菌，上清液中还有很低放射性？
【问题1】实验中搅拌的目的是什么？
【问题2】离心后上清液、沉淀物分别是什么？
使噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
上清液是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物是细菌及其细胞内的噬菌体。
①保温时间过短，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。
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。
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。
三、噬菌体侵染细菌的实验
32S
32S
35S
蛋白质
32P、31P
31P
32P
DNA
子代噬菌体
细菌
亲代噬菌体
分组
结果
结果分析
对比实验
含32P噬菌体＋细菌
含35S噬菌体＋细菌
上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
宿主细胞内无35S，35S
主要分布在上清液中
32P－DNA进入了宿主细胞内
35S－蛋白质外壳未进入宿主细胞而留在外面
4.结果分析
三、噬菌体侵染细菌的实验
思考·讨论
1、艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
个体小，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，繁殖快。
2、从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）
3、艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。
四、RNA是遗传物质实验
结合甲图用图解法完成实验设计，探究烟草花叶病毒的遗传物质是RNA或蛋白质。
蛋白质外壳
RNA
结论：
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
五、DNA是主要的遗传物质
生物类型 细胞生物 病毒 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA病毒
核酸类型
遗传物质
绝大多数生物（细胞生物和DNA病毒）遗传物质为DNA，只有少数RNA病毒遗传物质为RNA，故DNA为主要遗传物质。
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA
DNA是主要的遗传物质
1．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【高考在线】
C
2．（2021·浙江·统考高考真题）下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是（　　）
A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D．肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
D
3.（2021全国高考）在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌D
D
4.（2020浙江高考）下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是（ ）
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
D
【高考在线】

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