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第6单元 遗传的分子基础
第21讲 DNA是主要的遗传物质
考点一 肺炎链球菌转化实验
1. 格里菲思的体内转化实验
（1） 实验材料： S 型和 R 型肺炎链球菌
?
项目
菌落
荚膜
毒性
S 型
光滑
有
____
R 型
粗糙
无
____
有
无
原理: S型细菌有荚膜，有毒，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
（2） 实验过程及结果
R型活细菌
S型活细菌
结果分析：
实验①②对比说明__________________________________。
实验②③对比说明___________________________。
实验②③④对比说明________________________。
（3）实验结论:__________________________________________________________
_____。
R型细菌无致病性，S型细菌有致病性
加热致死的S型细菌无致病性
R型细菌转化成了S型细菌
加热致死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”
2.艾弗里体外转化实验
（1）方法：依次用不同酶处理 S 型细菌的细胞提取物后，观察其转化活性。
?
（2）&1&
（3）结果分析
实验①是对照组，②③④⑤是实验组；实验②③④分别说明___________________
____________；实验①⑤说明_____有转化作用。
（4）结论：_____是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
?
蛋白质、RNA、脂质没有转化作用
DNA
DNA
【注意1】艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
【注意2】在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数，S型菌的菌落占少数。
(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。
肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组(属于广义上的)。
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
知识拓展
3.加法原理与减法原理
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
（1）加法原理：与常态比较，人为______某种影响因素，称为“加法原理”，如“比
较过氧化氢在不同条件下的分解”。
增加
滴入2滴FeCl3溶液
滴入2滴肝脏研磨液
90℃水浴
不处理
（2）减法原理：与常态比较，人为______某种影响因素，称为“减法原理”，如艾
弗里肺炎链球菌转化实验中每个组特异性去除一种物质。
去除
S型细菌的提取物
有 R 型 活 细 菌 的 培 养 基
R型菌落和S型菌落
DNA酶
只有R型菌落
对照组
蛋白酶
RNA酶
酯酶
重难突破
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
比较项目
体内转化实验
体外转化实验
科学家
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌培养场所
小鼠体内
培养基（体外）
实验构思
用加热致死的 S 型细菌注射到小鼠
体内作为对照实验来说明确实发
生了转化
利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响
结果观察
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
实验结论
S 型细菌体内有“转化因子”
S 型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质
不是遗传物质
比较项目
体内转化实验
体外转化实验
联系
①所用材料相同：都巧妙选用 R 型和 S 型两种肺炎链球菌；②体内转化实验是体外转化实验的基础,说明 S 型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA；③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
续表
2.肺炎链球菌转化实验的4个注意点
（1）加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死 S 型细菌的过程中,其蛋白质变性
失活,但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
?
（2）并非所有的 R 型细菌都能被转化,只是少部分 R 型细菌被转化成 S 型细菌。
?
（3）肺炎链球菌体外转化实验利用的是减法原理，每个实验组特异性地去除一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。
（4）体内转化实验不能简单地说成 S 型细菌的DNA可使小鼠致死,而是具有致病性
的 S 型细菌可使小鼠致死。
?
考点二 噬菌体侵染细菌实验
1. 实验材料和方法
（1） 材料： ???????? 噬菌体和大肠杆菌
aT2 噬菌体的结构及生活方式
?
S
P
噬菌体的增殖
增殖需要的条件
内容
模板
合成T2噬菌体DNA原料
合成T2噬菌体蛋白质
原料
场所
噬菌体的DNA
大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸
大肠杆菌的氨基酸
大肠杆菌的核糖体
1. 实验材料和方法
（2）方法：__________________技术，用 ?35S 、 ?32P 分别标记噬菌体的________
和_____。
?
放射性同位素标记
蛋白质
DNA
研究方法：
放射性同位素标记技术
C、H、O、N、S
C、H、O、N 、P
（标记35S ）
（标记32P）
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
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
2，实验过程
（1）标记噬菌体
直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
×
在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌
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
1、先培养细菌
2、再培养噬菌体
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
离
心
含35S噬菌体
含32P噬菌体
离
心
（1）标记噬菌体
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很高
检测
搅拌后离心
35S标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体
搅拌：
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
离心:
结论---
蛋白质外壳没有进入宿主细胞，蛋白质不是联系亲代和子代噬菌体的物质
（2） 已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
在新形成的部分噬菌体中检测到32P
细菌裂解
沉淀物的
放射性很高
上清液的
放射性很低
检测
搅拌后离心
32P标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体
结论---
噬菌体侵染细菌时，DNA进入宿主细胞中，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA遗传的，DNA才是噬菌体的遗传物质
(不能证明蛋白质不是遗传物质）
（2） 已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
?35S
?
?32P
?
3.实验结果分析
（1）噬菌体侵染细菌时，_____进入细菌细胞中，而____________留在细胞外。
（2）子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的_____遗传的。
4.结论:_____是噬菌体的遗传物质。
DNA
蛋白质外壳
DNA
DNA
不能证明蛋白质不是遗传物质
35S标记的噬菌体
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很高
32P标记的噬菌体
沉淀物的
放射性很高
上清液的
放射性很低
1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌, 沉淀物中有放射性的原因是什么？
由于搅拌不充分，还有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是什么？
a. 保温时间过短，有一部分标记的噬菌体还末侵染细菌；
b. 保温时间过长，则有部分子代噬菌体已释放出来；
2.艾弗里肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
项目
艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
实验思路
设法将DNA与其他物质分开,单独、直接地研究它们各自不同的作用
设计原则
对照原则和单一变量原则
处理方式的区别
减法原理：分别用蛋白酶、RNA酶、
DNA酶和酯酶处理 S 型细菌的细胞提
取物,之后与 R 型活细菌混合培养
放射性同位素标记法:分别
标记DNA和蛋白质的特征
元素（ ?32P 和 ?35S ）
实验结论
DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
DNA是遗传物质
重难突破
考点三 烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质
必备知识·整合
1. 烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
（1） 实验过程及现象
出现病斑
不出现病斑
（2）实验结论_____是烟草花叶病毒的遗传物质,________不是烟草花叶病毒的遗
传物质。
RNA
蛋白质
提 醒
TMV 的增殖方式与噬菌体增殖方式类似， TMV 裸露的RNA可以通过植物叶片摩擦形成的微伤口进入植物细胞。一旦 TMV 的RNA顺利进入烟草细胞内，就能像噬菌体一样繁殖，产生新的 TMV ，从而让烟草植株感染。
?
2.DNA是主要的遗传物质:
DNA是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。
是对整个生物界而言；
就生物个体而言，其遗传物质是唯一的
DNA是主要的遗传物质
2. 不同生物的遗传物质
生物类型
病毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
______________
_____________
_____________
体内碱基种类
__________种
__________种
__________种
体内核苷酸
种类
__________种
__________种
__________种
遗传物质
________________
__________
__________
实例
噬菌体,烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝细菌
玉米, 小麦, 人
DNA或RNA
DNA和RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或RNA
DNA
DNA
DNA和RNA

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