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(共18张PPT)
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
聪明的儿子，一般有个聪明的妈
温故知新：
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
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。
知识拓展
R型细菌转化为S型细菌的本质：
基因重组
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
温故：
使用肺炎链球菌作为实验材料的优点是什么？
1.结构简单，DNA和蛋白质相对独立存在
2.繁殖速度快
知新：
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？
病毒
蛋白质外壳
核酸
C、H、O、N、S
S
C、H、O、N、P
P
病毒
分别标记DNA和蛋白质——放射性同位素标记技术
难题：如何使病毒的DNA和蛋白质分别被32P和35S标记？
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的模式图
资料：
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。
大肠杆菌
思考：我们如果要培养噬菌体，应该怎么操作？
用活的细菌培养噬菌体
噬菌体侵染细菌实验（视频）
组装
合成
注入
吸附
释放
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
原料来自
35S
原料来自
大肠杆菌
培养基
35S
35S
（蛋白质外壳）
（先用含35S、32P的培养基分别培养大肠杆菌，
再分别用被35S、32P标记大肠杆菌培养噬菌体）
培养
培养
思考：如何将35S、32P标记到T2噬菌体上？
第一步：分别标记细菌
第二步：分别标记噬菌体
第三步：标记的噬菌体分别侵染未被标记的细菌
第四步：分析实验结果，得出结论
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
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
搅拌的目的是什么？何时进行搅拌能达到实验目的？
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；
噬菌体侵入大肠杆菌后，大肠杆菌裂解之前
离心的目的是什么？
让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
不能证明蛋白质不是遗传物质。
上清液放射性很高
说明T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。
沉淀物放射性很低
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。
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
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
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
沉淀物放射性很高
上清液放射性很低
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
沉淀物
上清液
蛋白质外壳
放射性很高
35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
大肠杆菌＋子代噬菌体
没有放射性35S
放射性很低
？
　可能由于搅拌不充分，少量35S标记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，使沉淀物中出现少量的放射性
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
沉淀物
上清液
蛋白质外壳
无放射性
32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
大肠杆菌＋子代噬菌体
有放射性32P
放射性很高
低放射性
　一是保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；二是保温时间过长，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。
说明DNA进入到细菌内
一 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
一 赫尔希和蔡斯——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
无放射性
无放射性
放射性高
放射性低
有放射性
DNA进入到细菌的细胞中，蛋白质没有进入细菌细胞
DNA才是噬菌体的遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质
噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内部,噬菌体的DNA进入了细菌内部。
4.实验分析:
5.实验结论:
总 结
肺炎链球菌 体内转化实验 肺炎链球菌 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
设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
酶解法:
分别加入到R型菌中
同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
总 结
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，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
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？
艾弗里在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）
总 结
4.通过上述实验，证明了DNA是主要的遗传物质。这种说法对吗？
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。
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。
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
得到全新病毒
不能得到病毒
RNA
蛋白质
二 烟草花叶病毒感染实验
绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA。因而，DNA是主要的遗传物质。
项目 核酸 遗传物质
类型 核苷酸种类 碱基 种类 类型 核苷酸种类 碱基
种类
细胞 生物 真核细胞 DNA和RNA ____ ___ DNA 4 4
原核生物 DNA和RNA 8 5 _____ ___ ___
非细胞生物 (病毒) DNA病毒 DNA 4 4 _____ ___ ___
RNA病毒 RNA ___ ___ RNA 4 4
8
5
DNA
4
4
DNA
4
4
4
4
三 真核生物、原核生物及病毒的核酸类型
1．(2017·高考全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
解析：T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，A错误；T2噬菌体病毒要借助宿主细胞合成mRNA和蛋白质，B错误；用含有32P培养基培养大肠杆菌，再用含32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，能将T2噬菌体的DNA标记上32P，即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒为HIV，它的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
答案：C
当堂检测

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