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(共33张PPT)
DNA是主要的遗传物质
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
孟德尔
2
把“遗传因子”命名为基因
约翰逊
3
提出基因在染色体上的假说
萨 顿
4
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
染色体的主要组成成分是 DNA和蛋白质
5
科学家发现
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。
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢 这个问题曾引起生物学界激烈的争论
1.你认为遗传物质可能具有什么特点
伴性遗传
自学课本P42，2min，请以以下时间点，圈出重点
1.时间：20世纪20年代
2.时间：20世纪30年代
一、对遗传物质的早期推测（课堂检验）
1、时间：20世纪20年代
2、时间：20世纪30年代
蛋白质是生物体的遗传物质。
人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子；氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质；氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。没有发现其他生物大分子有类似的结构特点
脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基、脱氧核糖。意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
遗传物质是DNA还是蛋白质呢？设计实验证明它的实验设计思路是？
把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用
自学课本P43-44，5min，回答下面的问题，画出答案，圈出重点
1.肺炎链球菌的类型有几种？有何特点？
2.格里菲斯的实验中，小鼠在什么情况下会死亡？实验的结论 是什么？能否证明DNA和蛋白质谁是遗传物质？
3.艾佛里的实验思路是什么？结论是什么？能否证明DNA是遗传物质？
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
1、实验材料：
肺炎链球菌
R型菌：菌落粗糙，无荚膜，无毒
S型菌：菌落光滑，有荚膜，有毒，可致死
多糖类荚膜
荚膜：某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬消灭，有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
2、实验原理：
S型菌使小鼠患败血症死亡，R型菌无毒性。
3、实验原理
请同学们阅读课本43页2-5段的内容及插图，分组讨论以下问题：
（1）格里菲思的体内转化实验分为几组？每组实验观察到了什么现象？
（2）通过这几组实验，对比分析可以得出什么结论？
R型活细菌不会使小鼠死亡，S型活细菌使小鼠死亡
（1）对比一、二组的实验现象，说明了什么？
伴性遗传
加热致死的S型细菌失去了活性，无致病性
（2）对比二、三组的实验现象，说明了什么？
伴性遗传
已加热致死的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；
（3）对比三、四组的实验现象，说明了什么？
伴性遗传
4.注意：
2.第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是小部分，R型菌依然存在且大部分为R型菌；
1.格里菲思的实验并没有证明转化因子的化学本质是什么；
二 .DNA是遗传物质的证据：
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
5.结论：已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。
R型菌
S型菌
转化因子
S型菌
后代
伴性遗传
6.已加热杀死的S型细菌体内有哪些东西？
究竟哪个才是转化因子呢？
7.如果你处于当时的技术有限的时期会用什么方法设计方案呢？
开动脑筋想一想吧！
提示：把S型细菌的各种物质，单独的、直接的观察它们的作用。
因此，可以通过酶解法，将物质一个个的排除，通过观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。
二 .DNA是遗传物质的证据：
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
点拨：
1.只有少部分R型细菌转化为S型细菌。
2.加热并没有使DNA完全失去活性：加热致死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。。
二 .DNA是遗传物质的证据：
（一）格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
1.实验者：
2.实验材料：
艾弗里和其他同事
有R型活细菌的培养基、S型细菌的细胞提取物、蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶
3.如何获得细胞提取物？提取物中含有什么？
将加热致死的S型细菌破碎；
细胞提取物中去除大部分糖类、蛋白质和脂质，主要含有少量蛋白质、脂质和RNA、DNA；
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
4.思路：设法逐步去除S型细菌的各组分后分别与R型活细菌混合培养，观察是否具有转化活性。
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
5.结论：①艾弗里的实验既证明了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；
伴性遗传
思考：
1、加酶的目的是是什么？这利用了酶的什么特性？
2、分析实验变量？
3、对照实验如何进行的？
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
自变量：是否加入酶及酶的种类；
因变量：培养基中是否有活得S菌。
第一组为空白对照组。第二至五组为实验组。
每组特异性的去除一种物质，观察S菌的活性。
破坏细菌提取物中相应的蛋白质、脂质、RNA和DNA
酶的专一性
单一变量原则和对照原则
伴性遗传
6.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。
“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。
伴性遗传
7.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)。
二 .DNA是遗传物质的证据：
（二）艾弗里确定转化因子的体外转化验
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
伴性遗传
自学课本P45-46，5min，思考有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？并思考如何巧妙进行实验设计？
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。
赫尔希 蔡斯
头部和尾部外壳都是由蛋白质构成，头部内部含有DNA；T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA
T2噬菌体的宿主为大肠杆菌，用培养基和其他非宿主细胞无法培养T2噬菌体
无细胞结构，是一种DNA病毒
噬菌体必须寄生在活的宿主细胞中才能进行增殖
*噬菌体增殖过程中需要的原料（氨基酸、脱氧核苷酸等）、酶、蛋白质合成场所（核糖体），均由宿主大肠杆菌提供，噬菌体自身仅提供最初的遗传物质
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验：T2噬菌体简介
噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，无细胞结构，其头部和尾部外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA。
释放
吸附
注入
合成
组装
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验
用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们
的作用
1.探究思路
C、H、O、N、P
C、H、O、N 、S
用32P标记DNA，用35S标记蛋白质
该方法是为了区分DNA和蛋白质；
①不能标记共有元素：C、H、O、N；
②同一个噬菌体不能同时标记P和S
伴性遗传
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验
1.实验过程
（1）思考：怎样得到32P和35S标记的T2噬菌体呢？
（2）为什么不能用35S和32P标记同一个噬菌体？
因为放射性检测只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种放射性元素
在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
噬菌体被
35S标记
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
离心后
搅拌后离心
35S标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验
1.实验过程
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
离心后
搅拌后离心
32P标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体
在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
噬菌体被
32P标记
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验
1.实验过程
亲代噬菌体 上清液(主要是噬菌体外壳) 沉淀物(主要是被侵染的大肠杆菌) 细菌裂解释放出的子代噬菌体有无放射性
35S-蛋白质
32P-DNA
放射性高
放射性低
没有检测到35S
放射性低
放射性高
检测到32P
（1）35S标记的一组，为什么沉淀中出现了放射性？
（2）32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？
搅拌不充分，仍有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面
a. 保温时间过短，部分噬菌体DNA还未侵染到细菌细胞内；
b. 保温时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体被释放出来；
二 .DNA是遗传物质的证据：
（三）噬菌体侵染细菌的实验
2.实验结果分析
如果你是科学家，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
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
只有DNA是遗传物质吗 ？
感染
烟草
感染
烟草
出现病斑
不出现病斑
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
分
离
烟草花叶病毒
（RNA和蛋白质）
烟草花叶病毒侵染实验
RNA
+RNA酶
感染烟草
不出现病斑
小结：DNA是主要的遗传物质
生物类型 细胞生物 病毒 原核生物 真核生物 DNA病毒 RNA病毒
核酸类型
遗传物质
绝大多数生物（细胞生物和DNA病毒）遗传物质为DNA，只有少数RNA病毒遗传物质为RNA，故DNA为主要遗传物质。
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA
D
A
二、拓展应用
1、【提示】实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2、【提示】肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个特点：能够精确地自我复制；能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定，等等。

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