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(共29张PPT)
DNA是主要遗传物质
目录
CONTENTS
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
问题探讨
遗传物质的特点
1、具有储存大量遗传信息的能力
2、在细胞的生长和繁殖过程中能精确的复制自己，使得前后代具有一定的连续性
3、控制生物性状
4、结构稳定
1
2
3
4
5
孟德尔通过豌豆实验证明
生物的性状由遗传因子控制
染色体在遗传上的
连续性和稳定性
摩尔根通过果蝇实验
证明基因位于染色体上
科学家发现：染色体主要
组成成分蛋白质和DNA
遗传物质是DNA
还是蛋白质
一、对遗传物质的早期探索
20世纪30年代
20世纪20年代
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。
一、对遗传物质的早期探索
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无荚膜
有无毒性
有
无
多糖
荚膜
有
无
表面光滑 Smooth
表面粗糙 Rough
S型肺炎链球菌：使人患肺炎，使小鼠患败血症死亡
二、格里菲斯肺炎链球菌的体内转化实验
1.实验材料：肺炎链球菌
R型菌
（菌落粗糙）
S型菌
（菌落光滑）
注射R型活细菌
第一组
R型菌+加热杀死的S型细菌
第四组
注射加热杀死的S型细菌
第三组
注射S型活细菌
第二组
说明R型菌无毒性
说明S型菌有毒性
说明加热杀死的S型菌失去毒性
二、肺炎链球菌的转化实验
2.实验过程
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？
加热杀死的较为彻底，加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
3.思考与讨论
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？
体内有活的S型细菌。活的R型细菌转变成了活的S型细菌。
4.实验的结论是什么？
已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物，将细胞提取物加入有R型活菌的培养基中，观察除去相关物质后，细胞提取物的功能。
1.实验思路：
S型细菌的化学组分图
多糖
脂质
蛋白质
……
DNA
RNA
多糖
脂质
蛋白质
DNA
RNA……
二、艾弗里肺炎链球菌的体内转化实验
2.如何获得细胞提取物？
将S型细菌用去氧胆酸盐溶液漂洗数次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。
将沉淀溶于盐溶液，然后用氯仿抽提2—3次除去蛋白质，再用乙醇沉淀。将沉淀溶于盐溶液，加入能够水解多糖的酶，在37℃水解4-6h，经鉴定溶液中的多糖已除去。
再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和残留的蛋白质，然后用乙醇沉淀。这样他们从75L培养物中得到10-25mg沉淀，然后将沉淀溶于盐溶液制成细胞提取物。
提取物中主要含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA
3.提取物中含有什么？
有R型细菌的培养基
加热致死的S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
加热致死的S型细菌的细胞提取物
第二至第四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
加热致死的S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
二、艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验
4.实验过程
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质。
5.实验过程归纳
适应范围：在对照实验中，控制自变量可以采用。
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”。
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”。
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
6.科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”（P46）
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
那么，有没有比细菌更为简单的实验材料，还能够把蛋白质和DNA彻底分开？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
噬菌体的结构模式图
（1）专一性寄生大肠杆菌
（2）结构简单，只有蛋白质和DNA组成
T2噬菌体
1.特点：
三、T2噬菌体侵染细菌实验
（3）按照寄主分，属于细菌病毒。按照遗传物质分属于DNA病毒。
（4）繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在大肠杆菌外
DNA：C、H、O、N 、P (磷几乎存在于DNA中)用32P标记噬菌体的DNA。
用14C和18O同位素标记可行吗？
DNA和蛋白质不能直接观察，怎么办？
2.实验方法：放射性同位素标记法
蛋白质：C、H、O、N、S（Se、Fe)
（仅蛋白质含有S）用35S标记噬菌体的蛋白质。
3.噬菌体侵染细菌的过程
吸附
注入
合成
组装
释放
噬菌体吸附在细菌表面
把DNA注入到细菌细胞
利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质
新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体
细菌解体，释放出噬菌体
噬菌体增殖的过程
3.噬菌体侵染细菌的过程
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
离
心
含35S培养基
含35S大肠杆菌
噬菌体侵染含35S大肠杆菌
含35S噬菌体
含32P培养基
含32P大肠杆菌
噬菌体侵染含32P大肠杆菌
含32P噬菌体
4.噬菌体侵染细菌的实验过程
大肠杆菌＋含35S的培养基→ 含35S的大肠杆菌
大肠杆菌＋含32P的培养基→ 含32P的大肠杆菌
第二步：标记T2噬菌体
噬菌体＋含35S的大肠杆菌→ 含35S的噬菌体
噬菌体＋含32P的大肠杆菌→ 含32P的噬菌体
第一步：标记大肠杆菌
第三步：已标记噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
分别用35S或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
4.噬菌体侵染细菌的实验过程
35S标记的噬菌体
用35S标记的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
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
4.噬菌体侵染细菌的实验过程
32P标记的噬菌体
子代噬菌体中含32P
用32P标记的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
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
4.噬菌体侵染细菌的实验过程
赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
能不能说明蛋白质不是遗传物质？
5.实验结论
不能
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
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
6.实验分析
肺炎双球菌 体内转化实验 肺炎双球菌 体外转化实验 噬菌体侵
染细菌实验
实验者
思 路 分离方式
结 论
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
设法将DNA与蛋白质等分开，单独研究它们的作用。
酶解法:分别去除DNA和蛋白质
同位素标记法：标记DNA和蛋白质
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
DNA是遗传物质
7.三个实验的比较
少数病毒的遗传物质是RNA
随着对病毒研究的深入，科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA，没有DNA，比如烟草花叶病毒（简称TMV）。
为了弄清这种病毒中遗传物质是蛋白质还是RNA，科学家进行了烟草花叶病毒的感染和重建实验。
病毒RNA
蛋白质
病毒的结构模型图
病毒的透射电镜照片
五、RNA是遗传物质的实验证据
感染
烟草
感染
烟草
出现病斑
不出现病斑
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
分
离
烟草花叶病毒（RNA和蛋白质）
烟草花叶病毒侵染实验
END

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