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(共38张PPT)
3.1
DNA是主要的遗传物质
对遗传物质的探究历程：
摩尔根运用 方法证明了基因在染色体上。
孟德尔运用 方法进行杂交实验，认为生物的性状是由 决定的。
染色体的成分是 和 ，
这两者哪一个是遗传物质呢？
萨顿运用 方法提出了基因在染色体上的假说。
假说—演绎
遗传因子
类比—推理
假说—演绎
DNA
蛋白质
一、对遗传物质的早期推测（P42）
由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
vs
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
1928年，格里菲斯以小鼠为实验材料研究肺炎链球菌是如何使人患肺癌的。
格里菲思
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
1.实验材料：
①小白鼠
②肺炎链球菌
菌体特点 菌落特点 致病性
（动物实验）
S型细菌
R型 细菌
无致病性
有：人肺炎
小鼠败血症
无荚膜
有荚膜
粗糙
Rough
光滑Smooth
荚膜的化学本质是____
多糖
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
2.格里菲斯：体内转化实验：
注射R型活细菌
小鼠不死亡
注射S型活细菌
小鼠死亡， 体内分离出S型活细菌
注射加热致死的S型细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，体内分离出S型活细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
S型菌有毒使小鼠致死
加热使S型细菌失去活性
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
从第四组小鼠体内分离出S型活菌可推测出什么？
推论：被加热杀死的S型细菌，必然含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质——“转化因子”。这种转化因子究竟是什么物质？
R
+
S
S
活S型细菌
转化因子
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
这种转化因子既然是在S型细菌中存在的，我们可以对S型细菌进行提纯！
可将提纯的S型细菌中的DNA、蛋白质、多糖等物质分别加入R型细菌的培养基中。请阅读课本P44的实验内容！
艾弗里
二、肺炎链球菌的转化实验（P44）
3.艾弗里：体外转化实验：
S型细菌
R型细菌
S型细菌
R型细菌
只长R型细菌
二、肺炎链球菌的转化实验（P44）
3.艾弗里：体外转化实验：
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质！
二、肺炎链球菌的转化实验（P44）
3.艾弗里：体外转化实验：
①在体内转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。
高温使蛋白质变性，永久失活；
高温使DNA双链解开，但当温度降低后， DNA双链能够重新恢复。
二、肺炎链球菌的转化实验（P44）
3.艾弗里：体外转化实验：
②该实验的巧妙之处是什么？
遵循单一变量原则和对照原则。
运用自变量控制中的“减法原理”。
与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
二、肺炎链球菌的转化实验（P44）
3.艾弗里：体外转化实验：
R型细菌转化为S型细菌的本质：基因重组
S型细菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破的坏S型细菌
X基因吸附在R型细菌表面
X基因进入R型细菌
重组
R型细菌转化成S型细菌
注：只是少数R型细菌转化为S型细菌！
R
S
【注意！注意！】
①在体内转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。
②在体内转化实验中，只有少数的R型细菌转化为S型细菌，并非全部的R型细菌都发生转化。
③艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质，而格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质。　
[例1] 格里菲思用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论错误的是 (　　)
A.说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C.说明了R型活细菌是无毒性的
D.说明了加热致死的S型细菌是无毒性的
A
P49
[例2] 如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是(　　)
B
A.DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA
B.结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数
C.该实验证明DNA是遗传物质
D.结果2中全部为R型肺炎链球菌
P49
本节小结
体内转化实验 体外转化实验
培养场所
巧妙构思
实验结论
小鼠体内
培养基
将R型与加热杀死的S型注入小鼠体内作为对照来说明确实发生转化
将物质分离提纯后，直接、单独地观察各物质的作用
存在某种转化因子让R→S
DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质
二、肺炎链球菌的转化实验（P43）
思考：由于艾弗里在提取DNA时，纯度最高时有0.02%的蛋白质，仍有人对此表示怀疑，是否还有比细菌更简单的实验材料？
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
1.科学家：赫尔希、蔡斯
2.实验材料：T2噬菌体
专门寄生在大肠杆菌体内的病毒（细菌病毒）
结构简单：由蛋白质外壳和DNA构成
在自身的遗传信息的指导下进行繁殖
繁殖场所和原料来自宿主
蛋白质外壳
DNA
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
3. 噬菌体侵染大肠细菌过程：
吸附→注入→合成→组装→释放
4.实验方法：同位素标记法
（直接单独观察各自的作用）
大肠杆菌
吸附
DNA注入大肠杆菌
注入
利用大肠杆菌内的物质合成蛋白质和DNA
合成
组装成新的T2噬菌体
组装
大肠杆菌破裂，T2噬菌体释放出来
释放
DNA：C、H、O、N、P
蛋白质：C、H、O、N、S
→标记32P
→标记35S
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
Q：如何单独获得只有35S或32P标记的噬菌体？
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
Q：标记噬菌体方法——能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体？
噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内才能增殖。
①先培养细菌（寄主）：
在分别含有放射性同位素35S和32P的培养基中培养细菌。
②再培养噬菌体：
分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含35S的噬菌体和含32P的噬菌体。
×
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
5.实验过程：①标记大肠杆菌 ②标记噬菌体
含35S培养基
含35S细菌
含35S噬菌体
含32P培养基
含32P细菌
噬菌体侵染含32P细菌
含32P噬菌体
噬菌体侵染含35S细菌
离心
离心
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
5.实验过程：③侵染（保温） ④搅拌 ⑤离心 ⑥检测
侵染未标记
的细菌，保温
上清液：
沉淀物：
标记的
噬菌体
搅拌后离心
检测悬浮液和
沉淀物的放射性
Q: ①搅拌、离心的目的分别是什么？
②上清液和沉淀物中分别是什么？
亲代噬菌体（外壳）
细菌＆子代噬菌体
搅拌：使吸附在细菌的噬菌体与细菌分离。
离心：使细菌和子代噬菌体分层。
三、噬菌体侵染细菌的实验（P44）
6.实验结果：
含35S噬菌体
含32P噬菌体
细菌裂解
细菌裂解
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
三、噬菌体侵染细菌的实验（P45）
7.实验结论：
①用35S标记的实验，放射性同位素主要分布在上清液中；
用32P标记的实验，放射性同位素主要分布在沉淀物中。
——说明噬菌体在侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
②细菌裂解释放的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
——说明DNA是遗传物质。
结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。
Q：能说明蛋白质不是遗传物质？
No
需要结合艾弗里的实验才能得出蛋白质不是遗传物质的结论。
实验中的注意点事项：
1.为什么35S标记的实验，沉淀物b中也有放射性？
2.为什么32P标记的实验，上清液c中也有放射性？
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。
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。
(1)能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？能否用14C替代32P和35S标记T2噬菌体？
提示　不能，这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用。蛋白质和DNA中都含有C元素，用14C标记无法区分蛋白质和DNA。
(2)实验中搅拌和离心的目的是什么？
提示　搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
P50
(3)用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
提示　保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
保温时间过长，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
(4)用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
提示　由于搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
P50
[例3] 如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的带标记元素为(　　)
A.可在DNA中找到15N和32P
B.可在外壳中找到15N和35S
C.可在DNA中找到15N和32P、35S
D.可在外壳中找到15N
A
P50
[例4] 某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是(　　)
A
A.理论上，b和c中不应具有放射性
B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
P50
三、噬菌体侵染细菌的实验（P45）
Q：只有DNA是遗传物质吗？
烟草花叶病毒
流感病毒
禽流感病毒
HIV病毒
冠状病毒（SARS、新冠）
甲肝病毒HAV
丙肝病毒HCV
HIV病毒
SARS病毒
流感病毒
新冠病毒
三、噬菌体侵染细菌的实验（P45）
RNA是遗传物质的证明实验
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
得到新病毒
不能得到病毒
RNA
蛋白质
三、噬菌体侵染细菌的实验（P45）
真核生物 原核生物 病毒
核酸
遗传物质
DNA和RNA
DNA
DNA和RNA
DNA
DNA或RNA
DNA或RNA
①对整个生物界：大多数生物以DNA作为遗传物质，少数以RNA作为遗传物质。因此，DNA是主要的遗传物质。
②针对一种生物：遗传物质是“唯一”的，要么是DNA，要么是RNA，不可在遗传物质前加“主要”二字！
不同生物的遗传物质
生物类型 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA RNA
结果 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA
结论 DNA是主要的遗传物质
但一种生物的遗传物质是唯一的，对某种生物不能说“主要遗传物质”。
P51
[例5] 下列关于生物遗传物质的说法，正确的是(　　)
A.同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA
B.DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA
C.真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA
D.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
P51
A
本节小结

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