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(共33张PPT)
DNA是主要的遗传物质
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA。
DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性

蛋白质
孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制
摩尔根通过果蝇实验证明基因位于染色体上
对遗传物质的早期推测
An early guess of genetic material
20世纪30年代：
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
但由于对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。
20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
阅读教材P43-44页肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的特点
2.两位科学家的实验思路以及实验结论
3.实验的自变量、因变量
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
1.菌落与培养基
无菌条件下培养得到的一个菌落是一个种群
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
固体培养基
1.菌落与培养基
液体培养基
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
实验材料：
菌体特点 菌落特点 毒性
（动物实验）
S型细菌
R型 细菌
无毒
有毒
人肺炎
小鼠败血症
无荚膜
有荚膜
粗糙
Rough
光滑Smooth
R型 和 S型肺炎链球菌
荚膜的化学本质是_______
多糖
2.格里菲思，体内转化实验
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
2.格里菲思，体内转化实验
S型细菌菌落
R型活菌菌落
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
说明R型菌无毒性
说明S型菌有毒性
说明加热杀死的S型菌失去毒性
R型菌
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
1、格里菲思，体内转化实验
从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以判断：已经被加热杀死的S型细菌，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” 。（教材P43）
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
R型菌
对比实验
如果要设置对照组，如何设置？
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
R型菌
S型菌
转化因子
S型菌
后代
？
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
“谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质”
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
加热杀死的S型细菌
多糖
脂类
蛋白质
DNA
DNA+DNA酶
R
R
R
S
S
分别与R型活细菌混合培养
R
R
R
2、艾弗里，体外转化实验
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
2、艾弗里，体外转化实验
条件对照
实验结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。（教材P44）
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
2、艾弗里，体外转化实验
基因重组
R型细菌转化为S型细菌的本质：
S型细菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的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
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
体内转化实验 体外转化实验
培养场所
巧妙构思
实验结论
体内转化实验和体外转化实验区别
为什么格里菲思的实验中加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？
如果将S型菌的DNA直接注射到R型菌体内，还会完成转化吗？
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、单独的观察各物质的作用
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
肺炎链球菌的转化实验
Transformation experiment of diplococcus pneumoniae
自变量控制中的“加法原理” 和“减法原理” （教材P46）
在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”；
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”。
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1. 实验材料
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后(图3-5)，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。（教材P44）
脱氧核苷酸、氨基酸、酶、能量等
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1. 实验材料
吸附，注入，合成，装配，释放
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
1. 实验材料
DNA
35S
32P
蛋白质
教材P45
放射性同位素标记
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中含32P
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
：
① 赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素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DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。（教材P45）
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
分别用35S或32P标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
短时间保温
搅拌后离心
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重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。（教材P45）
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
结论：DNA是遗传物质。
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。
实验结果
1）用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中；
用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
（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。）
（说明DNA是遗传物质。）
能不能说明蛋白质不是遗传物质？
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
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。
32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
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。
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
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
得到全新病毒
不能得到病毒
：
RNA
蛋白质
噬菌体侵染细菌的实验
Experiment of bacteriophage infection of bacteria
烟草花叶病毒实验拓展--重建实验
TMV 2
RNA 2
蛋白质 2
蛋白质 1+RNA 2
TMV 2
TMV 1
RNA 1
蛋白质 1
蛋白质 2+RNA 1
TMV 1
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
随堂练习
In-class practice
除病毒外，一切生物都有核酸存在（ ）
S型肺炎链球菌可以使小鼠患肺炎。( 　)
在格里菲思的实验基础上，艾弗里通过实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　 )
“T2噬菌体侵染细菌实验” 运用了同位素标记法和差速离心法（ ）
豌豆的遗传物质主要是DNA （ ）
病毒的遗传物质都是RNA（ ）
肺炎链球菌的DNA中没有游离的磷酸基团（ ）
噬菌体和大肠杆菌的遗传都不遵循基因的分离定律（ ）
×
×
×
×
×
×
√
√
随堂练习
In-class practice
10.下列关于探索DNA是遗传物质的实验的叙述，正确的是( )
A. 格里菲思和艾弗里所作的实验都能证明DNA是遗传物质
B. 艾弗里实验证明了S型菌的DNA能诱导R型菌突变为S型菌
C. 噬菌体侵染细菌实验证明了T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
D. 噬菌体侵染细菌实验中的T2噬菌体的增殖所利用的原料均来自宿主细菌
D
9.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组合可以贮存大量遗传信息
C
随堂练习
In-class practice
11.下图是“以32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 锥形瓶内的培养液中有含32P的物质，以便用32P标记噬菌体
B. 过程②的目的是使噬菌体的外壳与大肠杆菌分离
C. 若只有C中含大量放射性，可直接证明噬菌体的遗传物质是DNA
D. 实验中B对应部分有少量放射性，可能原因是搅拌不充分
B
随堂练习
In-class practice
12.某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、R型菌和加热杀死的S型菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述中正确的是（ ）
A. 若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA，得到的菌落类型与丁不同
B. 甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置
C. 丁组的实验结果说明了使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA
D. 该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件培养时间等
D
补充素材

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