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(共35张PPT)
第3章　基因的本质
第1节　DNA是主要的遗传物质
一、肺炎链球菌的转化实验
二、噬菌体侵染细菌的实验
三、生物的遗传物质
01
一、肺炎链球菌的转化实验
FEI YAN LIAN QIU JUN DE ZHUAN HUA SHI YAN
染色体主要由蛋白质和DNA组成。在这两种物质中，究竟哪一种物质是遗传物质呢？
问题导引：
2、你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
1、你认为遗传物质可能具有什么特点？
遗传物质应储存大量遗传信息，可以准确地复制，并传递给下一代，结构比较稳定，等等。
将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现，等。
同位素标记法、分离提纯法等。
（一）对遗传物质的早期推测
1． 20世纪20年代
（1）观点：　　　　　是生物体的遗传物质。
（2）理由：
　①它是大约20种的　　　　　组成的。
　②氨基酸有多种的__________，可能蕴含有____________。
排列顺序
蛋白质
氨基酸
遗传信息
（一）对遗传物质的早期推测
2． 20世纪30年代
（1）观点：________是遗传物质的观点占主导地位。
（2）对DNA分子的认识：
　①DNA分子是由许多___________聚合而成的生物大分子。
　②脱氧核苷酸有四种，化学组成包括________、碱基和
____________。
磷酸
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
肺炎链球菌的转化实验
1
噬菌体侵染细菌的实验
2
烟草花叶病毒的感染和重建实验
3
肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面_____ 表面_____
菌体
有无毒性 ___ ___
光滑
粗糙
有
无
1.格里菲思的体内转化实验
实验过程 结果分析 结论
①R型活细菌——→小鼠______ R型细菌无毒性 加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——
____
②S型活细菌——→小鼠 ——→ S型活细菌 S型细菌有毒性 ③加热致死的S型细菌——→小鼠 _______ 加热致死的S型细菌已失活，毒性消失 R型细菌转化为_____细菌，且性状可以遗传 注射
注射
分离
注射
④R型活细菌
加热致死的S型细菌
小鼠 ——→ 活细菌
————→
混合后
注射
分离
不死亡
死亡
不死亡
死亡
S型
S型
转化因子
寻觅“转化因子”？
你有什么样的设计思路，关键是什么？
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……
关键思路：将DNA与蛋白质等其他物质分开，单独、直接地观察它们的作用。
肺炎双球菌转化实验—
体外转化实验
2.艾弗里的体外转化实验
(1)实验过程及结果
(2)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)减法原理：在对照实验中，与常态比较，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。
DNA
格里菲思推论：
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
艾弗里提出的结论：
DNA才是遗传因子，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质
DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
结论：
回顾思考：
02
二、噬菌体侵染细菌的实验
SHI JUN TI QIN RAN XI JUN ED SHI YAN
基础梳理 · 夯实教材基础
1.实验者： 。
2.实验方法： 技术。
3.实验材料：T2噬菌体(如图所示)。
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记
DNA
蛋白质
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
2．噬菌体侵染细菌的实验
因此，要想证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：
噬菌体要将谁导入细菌体内！
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
噬菌体侵染细菌的动态过程
组装
合成
注入
吸附
释放
侵入别的细菌
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
2．噬菌体侵染细菌的实验
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细菌
第四步：分析实验结果，得出结论
实验步骤
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
蛋白质的组成元素：
DNA 的组成元素：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
（标记 35S ）
（标记 32P）
思考：如何获得被同位素标记的噬菌体？
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
培养大肠杆菌
培养T2噬菌体
噬菌体-蛋白质（ 35S）
32P
35S
培养大肠杆菌
培养T2噬菌体
大肠杆菌（32P）
噬菌体-DNA（ 32P）
大肠杆菌（35S）
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
实验步骤
被35S标记的噬菌体与未被侵染细菌混合
被32P标记的噬菌体与未被侵染的细菌混合
搅拌、离心
保温培养一段时间后
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
实验步骤
35S标记组
32P标记组
（1）两组实验大肠杆菌内放射性的分布情况说明：
结论：DNA是遗传物质。
亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体，蛋白质则没有。
蛋白质外壳未进入大肠杆菌中，DNA进入到细菌中。
（2）子代噬菌体有标记的DNA，却没有标记的蛋白质。说明：
（二）证明DNA是遗传物质的经典实验
实　验　注　意　问　题
（1）搅拌、离心的目的
（2）如何得到有放射性的噬菌体
（3）噬菌体侵染细菌后培养的时间为何不宜过长
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，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
首先在分别含有放射性同位素35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，
再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或
DNA含有32P标记的噬菌体。
保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代，
经离心后也会分布在上清液中，会使上清液放射性含量升高
深化探究 · 解决问题疑难
1.能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
提示　不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。
2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中会含有较低的放射性，可能是什么原因造成的？
提示　搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开，随细菌离心到沉淀物中。
3.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
提示　(1)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。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
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）
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。
03
三、生物的遗传物质
SHENG WU DE YI CHUAN WU ZHI
只有DNA是遗传物质吗
新型冠状病毒
（2019-nCoV）
艾滋病病毒
（HIV）
烟草花叶病毒
（TMV）
甲型流感病毒
（IAV）
基础梳理 · 夯实教材基础
1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只由 和 组成)。
(2)实验过程
蛋白质
RNA
不感染病毒
RNA
感染病毒
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
RNA
蛋白质
各类生物的遗传物质
生物种类
动物
植物
细菌
真菌
病毒
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA。所以
说DNA是主要的遗传物质。
课堂小结
DNA是主要的遗传物质
核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？
说明DNA是遗传物质的实验证据：
▲ 肺炎双球菌的转化（体内外）实验
▲ 噬菌体侵染细菌的实验
说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据：
▲ 烟草花叶病毒的重建实验
重点内容：
DNA与染色体的关系
技术与科
学的关系
大多数生物以_________为遗传物质，
少数生物以___________为遗传物质，
所以_______是一切生物的遗传物质，
_______________是主要的遗传物质。
蛋白质______（是，不是）遗传物质。
DNA
RNA
核酸
DNA
不是
课堂小结

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