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(共50张PPT)
3.1 DNA是主要的遗传物质
1
2
3
4
提出
“遗传因子”，
并总结
遗传规律
孟德尔
把
“遗传因子”
命名为
基因
约翰逊
提出
基因在
染色体上
的假说
萨 顿
实验证明
基因位于
染色体上
摩尔根
科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质。
5
问题：遗传物质DNA 、蛋白质或其他物质？
遗传物质的探究历程
作为遗传物质所必须具备的特点:
1.能够准确地复制自己,传递给下一代.
2.结构比较稳定;
3.能贮存大量的遗传信息;
4.能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和代谢.
课本P42
课本P42
一、对遗传物质的早期推测
阅读教材，对遗传物质的早期的推测有哪些？
DNA是遗传物质的证据
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
艾弗里确定转化因子的实验
格里菲思
艾弗里
赫尔希
蔡斯
类型 菌落表面 是否有荚膜 是否有毒
R型菌
S型菌
粗糙
光滑
无
有
无
有
要求：阅读课本43页第二段，完成下表
二、肺炎链球菌的转化实验
（一）、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
实验材料：
小鼠
肺炎链球菌
课本P43旁栏
（一）、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
？
课本P43
所谓的死只是它没有了独立的感染能力，并不代表转化因子被彻底破坏。
加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化，变成了活的S型细菌。
S型细菌使小鼠死亡
A. R活 小鼠不死亡
B. S活 小鼠死亡，分离出S活
C. S死 小鼠不死亡
D. R活+S死 小鼠死亡，分离出S活
（1）对比A.B组的实验现象，说明了？
（2）你如何理解C组中的加热杀“死”？
［过程探究1］肺炎双球菌体内转化实验：
（3）为什么D组会出现S型细菌？
肺炎双球菌内有DNA、蛋白质、脂质等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？
新问题
可遗传
R型活菌+加热杀死S型菌
S型活菌+R型活菌
已经加热致死的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——“转化因子”
注意：格里菲斯的体内转化实验 证明DNA是遗传物质
没有
推断
在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
（二）艾弗里 肺炎链球菌的转化（体外）实验过程
课本P44
艾弗里的肺炎链球菌（体外）转化实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
注意：艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，
同时证明了蛋白质等不是遗传物质。
证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
注意：艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，
同时证明了蛋白质等不是遗传物质。
（二）艾弗里 肺炎链球菌的转化（体外）实验过程
课本P44段2
课本P46 科学方法
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
有没有比细菌更为简单的实验材料？
拓展
课本P44段3
噬菌体的结构模式图
三、噬菌体侵染细菌的实验
大肠杆菌
课本P45
噬菌体侵染细菌的动态过程：
吸附
侵入
合成
组装
释放
1、实验设计思路：
把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用。
2、实验方法：放射性同位素标记法
T2噬菌体
蛋白质（C、H、O、N、S）
DNA （ C、H、O、N、P）
三、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌过程：
侵入别的细菌
注入
合成
吸附
组装
释放
吸附：噬菌体利用尾部的末端吸附在大肠杆菌的表面
注入：噬菌体将DNA注入大肠杆菌细胞内，噬菌体的蛋白质外壳则留在外面
合成：在大肠杆菌体内噬菌体以自身的DNA为模板，利用大肠杆菌的化学成分合成自身的DNA和蛋白质
组装：新合成的DNA和蛋白质组装出很多个与亲代相同的子代噬菌体
释放：子代噬菌体由于大肠杆菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的大肠杆菌
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32p）
（标记35s ）
用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质
用放射性同位素32P标记内部的DNA
？
DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？
三、噬菌体侵染细菌的实验
3、实验过程：
(1)标记细菌
细菌+含35S的培养基
细菌+含32P的培养基
含35S的细菌
含32P的细菌
(2)标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌
噬菌体+含32P的细菌
含35S的噬菌体
含32P的噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验
标记 侵染 搅拌　 　 离心
三、噬菌体侵染细菌的实验
结论：蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内
结论：DNA进入大肠杆菌体内
实验步骤
标记细菌　　　
标记噬菌体
噬菌体侵染细菌（短时间保温）
搅拌离心　
观察放射性的分布
“短时间”：保证子代噬菌体的DNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解
“保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离
离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
内部DNA不存在了的噬菌体外壳
实验分析
(1)T2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。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。
实验结论：DNA才是真正的遗传物质。
注意：该实验未能证明蛋白质不是遗传物质，因为T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，因此蛋白质的作用不能被证明。
课本P46段3
提示　
不能用14C和18O标记噬菌体，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，因为在放射性检测时，只能检测到放射性的存在部位和放射性强弱，而不能检测到是何种元素的放射性。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。
能否用14C和18O标记噬菌体？
能否用32P和35S同时标记噬菌体？
以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料具有哪些优点
细菌和病毒作为实验材料,具有两个优点:
(1)个体很小,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。
(2)繁殖快。
课本P46 思考讨论1
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？
误差分析
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？
（1）保温时间过短，部分亲代噬菌体尚未将DNA注入到大肠杆菌细胞内，经搅拌离心后分布于上清液中。32P标记的一组上清液中放射性也较高
（2）保温时间过长，子代噬菌体已从裂解的大肠杆菌内增殖后释放出来，经搅拌离心后子代噬菌体分布于上清液中。32P标记的一组上清液中放射性也较高
（3）搅拌过于剧烈，大肠杆菌细胞被破坏，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌离心后子代噬菌体分布于上清液中，32P标记的一组上清液中放射性也较高。
误差分析
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，
发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
误差分析
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，
发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分，部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，无法与大肠杆菌细胞体分离，经离心同大肠杆菌细胞体一起出现在沉淀物中。35S标记一组沉淀物中放射性也较高，
误差分析
DNA是唯一的遗传物质吗？
目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
下面这些生物的遗传物质是什么？
SARS-CoV-2
想一想
有些病毒，只有两种成分：蛋白质和RNA，比如，烟草花叶病毒和SARS病毒。这类病毒的遗传物质又是什么呢？
背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
被病毒感染的烟草叶片
二、DNA是主要的遗传物质
蛋白质
RNA
分
离
感染
烟草
感染
烟草
实验
结果
出现病斑
不出现病斑
实验
结果
(1)实验一
1.RNA是遗传物质的证据
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。
1.RNA是遗传物质的证据
(2)实验二
RNA
细胞结构生物
原核生物
真核生物
遗传物质是DNA
非细胞结构生物
遗传物质是RNA
只含DNA的病毒：
只含RNA的病毒：
生物
总结
4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。
3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、SARS-CoV-2、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA。
1、一切生物的遗传物质是核酸
DNA
DNA
DNA
1.大多数生物以 为遗传物质
核酸
DNA或RNA
2.烟草的遗传物质是_______
3.细菌的遗传物质是_______
4.一切生物的遗传物质是 ______
5.病毒的遗传物质是_________
[知识建构]
注意：没有一个实验能直接证明DNA是主要遗传物质
总结：
酵母菌的遗传物质主要是DNA(　　)
　
随堂练习---判断
答案　×　
病毒的遗传物质是DNA或RNA(　　)
艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA(　　)
答案　√
答案　×
随堂练习---判断
下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)
A．在含有35S或32P的普通培养基中直接培养病毒
B．将被35S或32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过实验放射性的分布判断遗传物质是蛋白质还是DNA
C．用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌，保温时间过长或过短，都会导致上清液中出现放射性
D．用含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中放射性比正常情况下低
随堂练习
答案　C
解析　T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，所以要得到35S或32P标记的T2噬菌体必须将T2噬菌体直接接种在含35S或32P的大肠杆菌中，A项错误；用35S或32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内，故不能说明蛋白质不是遗传物质，B项错误；保温培养时间过长，部分被侵染的大肠杆菌已裂解，保温时间过短，部分T2噬菌体还没有侵入到大肠杆菌内，这两种情况均会导致上清液中出现放射性，C项正确；用含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌，没有搅拌会使部分T2噬菌体的蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，离心后存在于沉淀物中，导致沉淀物中放射性比正常情况下高，D项错误。
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双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质
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.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【解析】选C。T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,不能侵染肺炎双球菌,A错误;病毒没有细胞结构,不能独立生活,T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成蛋白质,B错误;T2噬菌体侵染大肠杆菌时,其DNA进入大肠杆菌,以大肠杆菌的核苷酸为原料,合成子代噬菌体的DNA,而核苷酸中含有P,则培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
随堂练习
答案　C
下列关于生物遗传物质的叙述中,哪一项是正确的 (　　)
A.细胞生物的遗传物质是DNA,非细胞生物的遗传物质是RNA
B.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是RNA
C.T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.自然界中以DNA为遗传物质的生物类型较多
【解析】选D。细胞生物包括真核生物和原核生物,遗传物质都是DNA;自然界中以DNA为遗传物质的生物类型较多,所以DNA是主要的遗传物质;T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。
随堂练习
答案　D
格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质，而艾弗里的实验证明转化因子是DNA(　　)
答案　√　
随堂练习
[拓展]
格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。
艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
在转化实验中，所有的R型细菌都被转化为S型细菌的(　　)
答案　×　
随堂练习
[拓展]
两种转化实验中的转化效率都很低，只是少部分R型细菌被转化成S型细菌；
转化产生的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌,说明S型细菌的DNA是遗传物质。
在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有(　　)
①有毒的R型活细菌　 ②无毒的R型活细菌　
③有毒的S型活细菌　 ④无毒的S型活细菌
A．①④ B．②③ C．③ D．②
答案　B
随堂练习
在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌、DNA酶混合后，注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有(　　)
①有毒的R型活细菌　 ②无毒的R型活细菌　
③有毒的S型活细菌　 ④无毒的S型活细菌
A．①④ B．②③ C．③ D．②
答案　 D
随堂练习
探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括(　　)
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
答案　C
随堂练习
[拓展]加热致死的S型细菌中DNA仍能起作用的原因：
由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，DNA的结构也会被破坏，但DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性，但蛋白质却不能恢复。
肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是(　　)
A.肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体
B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了蛋白质是肺炎链球菌的遗传物质
D.粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株
答案　A
随堂练习

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