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(共51张PPT)
§3.1 DNA是主要的遗传物质
探究历程
孟德尔通过豌豆实验证明了生物性状是由
遗传因子控制。
摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于
染色体上。
科学家发现：染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质。
问题：DNA 、蛋白质或其他物质？
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
链
链
课本P42
证明DNA是遗传物质的实验：
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌实验
和
课本P43 段1
格里菲思 肺炎链球菌的转化（体内）实验
课本P43 段2
课本P43 旁栏
格里菲思 肺炎链球菌的转化（体内）实验
菌落 荚膜 毒性
S型菌
R型菌
光滑
粗糙
有
无
有毒致死（S）
无毒
实验者：
实验材料：
格里菲思
小鼠
肺炎链球菌
格里菲思 肺炎链球菌的转化（体内）实验过程
课本P43
格里菲思 肺炎链球菌的转化（体内）实验过程
课本P43
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
艾弗里 肺炎链球菌的转化（体外）实验过程
课本P44
艾弗里 肺炎链球菌的转化（体外）实验结论
课本P44段2
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。
课本P46 科学方法
在转化实验中，S型细菌的DNA使小鼠死亡(　　)
答案　×　
随堂练习
[拓展]
1、在转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，而不是S型细菌的DNA。
2、转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
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
【解析】加热杀死的S 型细菌冷却后其DNA 仍有活性， 仍能起作用，A 项错误；加热杀死的S 型细菌不能使小鼠死亡，也不能使小鼠体细胞发生转化，B 项错误；加入S 型细菌的DNA 后，只有部分R 型细菌转化成了S 型细菌，C 项正确；
在转化过程中，加热杀死的S 型细菌中的DNA 进入R 型活细菌中，使R 型细菌转化为S 型细菌，D 项错误。
下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是 （　　）
A. 加热杀死的S型细菌中DNA全部失去活性
B. 加热杀死的S型细菌能使小鼠的体细胞发生转化
C. 加入S型细菌的DNA后，只有部分R型细菌转化成了S型细菌
D. 在转化过程中，加热杀死的S型细菌中的DNA没有进入R型活细菌
随堂练习
【答案】C
格里菲思的肺炎链球菌（体内）转化实验
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”
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。
病毒的结构特点和化学成分
生活特点:
*无细胞结构,
*蛋白质和核酸(DNA或RNA )
*必须寄生在活细胞内
二、噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的增殖
课本P45 段1
繁殖原料(氨基酸和脱氧核苷酸 )来自大肠杆菌，
合成蛋白质的场所（核糖体）由大肠杆菌提供。
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
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
噬菌体侵染细菌的实验
课本P44段3
实验者：赫尔希和蔡斯
实验材料：T2噬菌体
研究方法：同位素标记
实验思路：放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，把二者分开，直接单独的观察其作用
噬菌体侵染细菌的实验
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
R基
磷酸基团
过程及现象：
大肠杆菌+
含35S的培养基
含32P的培养基
含35S的大肠杆菌
含32P的大肠杆菌
（1）标记大肠杆菌:在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
（2）标记T2噬菌体:分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
T2噬菌体+
含35S的大肠杆菌
含32P的大肠杆菌
含35S的T2噬菌体
含32P的T2噬菌体
课本P45 段2
被35S标记的噬菌体
35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合
结论：蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内
标记噬菌体
侵染未被标记的细菌
保温、搅拌离心
检测放射性
上清液的放射性很高
沉淀物的放射性很低
在新形成的部分噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
被32P标记的噬菌体
32P标记的噬菌体与未标记细菌混合
结论：DNA进入大肠杆菌体内
标记噬菌体
侵染未被标记的细菌
保温、搅拌离心
检测放射性
上清液的放射性很低
沉淀物的放射性很高
细菌裂解
在新形成的部分噬菌体中检测到32P
被35S标记的噬菌体
被32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体与未标记的细菌混合
32P标记的噬菌体与未标记细菌混合
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
标记噬菌体
侵染未被标记的细菌
保温、搅拌离心
检测放射性
上清液的放射性很高
沉淀物的放射性很低
上清液的放射性很低
沉淀物的放射性很高
在新形成的部分噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
细菌裂解
在新形成的部分噬菌体中检测到32P
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？
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
花叶病
烟草花叶病毒
感染烟草
花叶病
RNA是遗传物质的证据
提取蛋白质
提取RNA
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
注意：没有一个实验能直接证明DNA是主要遗传物质
小结：
小结：
因此一切生物的遗传物质是 。
由于绝大多数的遗传物质是 ，
因此 。
核酸
DNA
DNA是主要的遗传物质
生物类型 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA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,少数生物的遗传物质是RNA 结论 DNA是主要的遗传物质 DNA病毒：
T2噬菌体，天花病毒，花椰菜花叶病毒
RNA病毒：
新型冠状病毒SARS-CoV-2（曾用名2019-nCoV，引发新冠肺炎COVID-19 ）
艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒HIV（人免疫缺陷病毒）
SARS （重症急性呼吸综合征）病毒SARS-CoV
MERS病毒（中东呼吸综合症冠状病毒），埃博拉病毒（Ebola virus）
流感病毒（西班牙流感病毒，甲型H1N1流感病毒，禽流感病毒）
车前草病毒，烟草花叶病毒，部分噬菌体（有一部分噬菌体是DNA病毒）等。
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
课本P47
D
A

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