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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
摩尔根和他的学生又经过十多年的努力，证明了基因在染色体上线性排列。
约翰逊
“遗传因子” 改名“基因”。
萨顿提出“基因位于染色体上”的假说。
19世纪，生物学家发现细胞核中有一种叫“染色体”的物质。
摩尔根与白眼果蝇结缘，证明基因位于染色体上。
类比推理法
（假说——演绎法）
温故知新：
问题探讨：
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的争论。
讨论：
1.你认为遗传物质可能具有什么特点？
能自我复制，稳定存在
储存大量的遗传信息
控制性状和代谢
特定环境中能够发生变异......
2.根据以上特点，你认为染色体上的什么物质可能是遗传物质？如何设计实验证明？
一 对遗传物质的早期推测
历史背景
蛋白质 DNA
组成蛋白质的基本单位是20种氨基酸，氨基酸的种类、数量以及排列组合方式不同，可组成不同的蛋白质。 DNA由4种脱氧核糖核苷酸组成
一个由n个氨基酸组成的蛋白质分子，可以有多少种不同的序列？
A
C
G
T
A
C
G
T
A
C
G
T
A
C
G
T
20n
4n
蛋白质才是遗传物质！
艾弗里（O.Avery）
格里菲斯（F.GriffFOth）
肺炎链球菌体内转化实验
思考：肺炎链球菌是什么生物？有什么特点？
原核生物
无染色体，DNA与蛋白质是相对独立的
肺炎链球菌
R型
S型
无荚膜
无毒性
有荚膜
有毒性
相关信息：荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬并消灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
二 肺炎链球菌的转化实验
1.本实验中的自变量、因变量分别是什么？
给小鼠注射的细菌的种类；小鼠是否死亡
2.实验设计要遵循什么原则？
单一变量原则、对照原则
二 肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
3.如何分析上述实验结果？
二 肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
不死亡
死亡
不死亡
死亡
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
说明加热致死的S型细菌无毒
说明S型细菌有毒
说明R型细菌无毒
说明R型细菌转化成了S型细菌
对照原则、单一变量原则
二 肺炎链球菌的转化实验
4.本实验可得出什么结论？
R
+
S
活R
死S
S
活S
S型菌中的转化因子
结论—— 加热杀死的S型细菌中含有
（推论）
转化因子。
转化
二 肺炎链球菌的转化实验
二 肺炎链球菌的转化实验
S型菌中什么物质充当了转化因子？
核酸（DNA＆RNA）
物质组成
蛋白质
荚膜糖类
脂质
S
死S型菌
获得S型菌的细胞提取物，分别处理，使其水解后加入R型菌培养基。
二 肺炎双球菌的转化实验
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
第一组
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
混合
S型细菌
R型细菌
结论：S型菌的细胞提取物能够使R型菌转化为S型菌。
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
+
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
第二至四组
混合
S型细菌
R型细菌
结论：蛋白质、RNA、脂质不是转化因子。
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
+
DNA酶
第五组
混合
只长R型细菌
结论：DNA是转化因子。
总结：本实验的自变量是什么？因变量是什么？
二 肺炎双球菌的转化实验
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
（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。
（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；
（3）S型细菌的DNA不能使小鼠致死。
二 肺炎双球菌的转化实验
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理”
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”；
与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如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，这利用了“减法原理”。
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

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