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(共27张PPT)
第3章 基因的本质
第一节 dna是主要的遗传物质（二）
01
科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？
02
为什么说DNA是主要的遗传物质？
03
什么是“加法原理”和“减法原理”？
04
你对科学发现的过程和方法有哪些领悟
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希
蔡斯
实验材料：
T2噬菌体
大肠杆菌
T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，用自身遗传物质和大肠杆菌体内的物质进行繁殖
三、噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体的模式图
赫尔希
蔡斯
实验材料：
T2噬菌体
DNA
蛋白质
大肠杆菌
头部
尾部
三、噬菌体侵染细菌实验
① 哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
② DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性分别标记DNA和蛋白质
③ 选择什么元素进行放射性标记？
实验思路分析
三、噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体的模式图
DNA
蛋白质
(占40%，含C、H、O、N、P)
(占60%，含C、H、O、N、S)
① 如何将噬菌体的DNA和蛋白质区分开，单独进行研究？
实验方法：
放射性同位素标记法
② 用35S和32P分别标记噬菌体的哪一种组分？为什么？
用35S标记蛋白质；用32P标记DNA，因为仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。（P45相关信息）
不能，因为C和O这两种元素在DNA和蛋白质中都存在，无法区分二者。
③ 用14C和18O等同位素可行吗，为什么？
④ 如何培养含放射性35S和32P的T2噬菌体？能否直接用含35S、32P的培养基来培养？
实验思路分析
三、噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体的模式图
DNA
蛋白质
(占40%，含C、H、O、N、P)
(占60%，含C、H、O、N、S)
不能。
因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
先培养细菌
含35S的培养基+大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
含32P的培养基+大肠杆菌 含32P的大肠杆菌
再培养噬菌体
含35S大肠杆菌 +T2噬菌体 含35S T2的噬菌体
含32P大肠杆菌 +T2噬菌体 含32P T2的噬菌体
④ 如何培养含放射性35S和32P的T2噬菌体？能否直接用含35S、32P的培养基来培养？
实验思路分析
三、噬菌体侵染细菌实验
实验过程
标记细菌　　　
标记噬菌体
噬菌体侵染未标记的细菌
搅拌离心　
观察放射性的分布
（短时间保温）
吸附
注入
合成
组装
释放
观察以下动画，总结噬菌体侵染大肠杆菌的过程
短时间保温原因：
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
三、噬菌体侵染细菌实验
实验过程
标记细菌　　　
标记噬菌体
噬菌体侵染未标记的细菌
搅拌离心　
观察放射性的分布
搅拌
离心并检测放射性
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、噬菌体侵染细菌实验
实验过程
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中含32P
三、噬菌体侵染细菌实验
实验结果分析
不能证明蛋白质不是遗传物质
35S标记的噬菌体
35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很高
搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌上，随细菌离心到沉淀物中
说明：T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。
32P标记的噬菌体
三、噬菌体侵染细菌实验
实验结果分析
32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
沉淀物放射性很高
子代噬菌体中含32P
上清液放射性很低？
说明：T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌
说明：DNA是真正的遗传物质
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质
三、噬菌体侵染细菌实验
①35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。
②32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
实验结果分析
三、噬菌体侵染细菌实验
思考 讨 P46
1、个体很小，结构简单，易于观察由遗传物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快，细菌20-30min就可以繁殖一代，病毒可在短时间内大量繁殖。
2、巧妙运用减法原理，人为去掉某个影响因素后，观察对实验结果的影响。最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）。
3、艾弗里：细胞培养技术、物质的提纯和鉴定技术等；
赫尔希：噬菌体培养技术、同位素标记法、物质的提取和分离等技术。
启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
三、噬菌体侵染细菌实验
两个经典实验的比较
艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验
处理方式
对照原则
实验结论
设计思路 酶解法特异性去除某物质
同位素标记法
去除S型细菌细胞提取物的某成分后，分别与R型细菌混合培养形成相互对照
分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照
设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）
四、RNA也是遗传物质
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
新型冠状病毒
研究证明，遗传物质除了DNA，还有RNA。
科学家是怎么证明RNA也是遗传物质的？
四、RNA也是遗传物质
如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
四、RNA也是遗传物质
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
患病
不患病
得到病毒
不能得到病毒
：
RNA
蛋白质
四、RNA也是遗传物质
病毒重建实验示意图
绝大多数生物的遗传物质是DNA，存在少数以RNA为遗传物质的病毒，所以DNA是主要的遗传物质
四、RNA也是遗传物质
即时练习
DNA或RNA
DNA
DNA
（2）烟草的遗传物质是什么？
DNA
1. （1）动物和人体的遗传物质是什么？
（3）细菌的遗传物质是什么？
（4）一切生物的遗传物质是什么？
（5）病毒的遗传物质是什么？
核酸（DNA或RNA）
2.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是(　　)
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
C
四、RNA也是遗传物质
即时练习
3.下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述，错误的是( )
A.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了S型细菌中存在一种转化因子
B.艾弗里及其同事的肺炎双球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明RNA是遗传物质
C
四、RNA也是遗传物质
即时练习
4、下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是(　　)
A．本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C．实验中采用搅拌和离心等操作是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA，不是蛋白质
B
细胞结构生物
原核生物
真核生物
遗传物质是DNA
非细胞结构生物
遗传物质是RNA
含DNA的病毒：
含RNA的病毒：
生物
4.由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。
3.在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
2.凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA。
1.一切生物的遗传物质是核酸。
五、练习与应用
概念检测 （P47）
1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（ ）
A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D. DNA
2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（ ）
A.DNA是遗传物质
B.遗传物质包括蛋白质和DNA
C.病毒中有DNA，但没有蛋白质
D.细菌中有DNA，但没有蛋白质
D
A
五、练习与应用
拓展应用 （P47）
1.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。
实验表明噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。
肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点：
能够精确的自我复制；
能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程，
具有储存遗传信息的能力，
结构比较稳定，特殊情况下可以发生突变等等。
思维拓展
如何设计实验利用同位素标记法确认某病毒的遗传物质是DNA还是RNA？
THANKS
谢谢聆听

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