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(共30张PPT)
第16讲 DNA是主要的遗传物质
你认为遗传物质可能具有什么特点？
①可以从亲代遗传给后代。
②在生长和繁殖的过程中能精确地自我复制，保证亲子代的连续性。
③具有储存大量遗传信息的潜在能力。
④结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并遗传给后代。
⑤可以控制生物体的性状。
考点一 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验—格里菲思
(1)实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠
菌落
毒性
光滑菌落
粗糙菌落
无毒性，小鼠存活
有荚膜基因→表达出荚膜(多糖)
无荚膜基因→ 不能表达出荚膜
荚膜有毒性，小鼠患败血症死亡
菌落：由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
S型和R型不同源于基因突变
考点一 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验—格里菲思
(2)实验过程及结果
实验结果分析：
Q1：第一组和第二组的实验结果对比可以说明什么？
R型活细菌无毒性；
S型活细菌有毒性，并能在小鼠体内繁殖。
Q2：为什么S型细菌会使小鼠死亡，而R型细菌不会呢？
S型活细菌有荚膜，可使它不被小鼠吞噬细胞吞噬，逃过了免疫系统；R型活细菌无荚膜保护，被小鼠的免疫系统消灭。
考点一 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验—格里菲思
(2)实验过程及结果
实验结果分析：
Q3：第二、三组实验的设计体现了什么原则？通过这两组实验能得出什么结论？
对照性原则和单一变量原则
说明加热杀死S型细菌失去毒性
Q4：“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？
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在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性
考点一 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验—格里菲思
(2)实验过程及结果
实验结果分析：
Q5：请你推测一下产生第四组实验现象的原因可能是什么？
因为将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，使小鼠患败血症而死亡。
Q6：导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？
实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。
转化实质为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“基因重组”。
(3)格里菲思的推论
加热杀死的S型细菌中，必含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
F.Griffith
1877—1941
考点一 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验—格里菲思
并未证明DNA是遗传物质
考点一 肺炎链球菌转化实验
2.体外转化实验—艾弗里
S型活细菌 R型活细菌
多糖
蛋白质
DNA等物质 ？
转化因子
考点一 肺炎链球菌转化实验
2.体外转化实验—艾弗里
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，就利用了自变量控制中的“减法原理”
(4)艾弗里的结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
延伸：根据这个实验，还可以证明什么？
DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，可以说是基因工程的先导。
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 体内培养 体外培养
实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌体内各成分的相互对照
实验结果 已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为_______________ 能使R型细菌转化为S型细菌
实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“ ” 是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质
小鼠
培养基
S型细菌的DNA
S型细菌
转化因子
DNA
3.比较肺炎链球菌体内和体外转化实验
时间
含量
a
b
c
R型细菌
S型细菌
ab段R型细菌数量减少的原因？
bc段R型细菌数量增加的原因？
R 型细菌不断被小鼠的免疫系统所清除
b之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖，所以bc段R型菌数量增多。
时间
含量
a
b
c
R型细菌
S型细菌
体内转化实验
体外转化实验
1.(2021·全国乙卷，5)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是(　　)
A.与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
D
考点2 噬菌体侵染细菌实验
一、实验材料
T2噬菌体和大肠杆菌
1.T2噬菌体
①化学组成：遗传物质：______，含 元素（填特征元素），
外壳： ，含 元素（填特征元素）；
②营养方式：_____，宿主是 ；
③增殖过程：
DNA
蛋白质
寄生
（专一寄生）大肠杆菌
吸附→注入→复制、合成→组装→释放
P
S
考点二 噬菌体侵染细菌的实验
(2)噬菌体的生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内
(3)噬菌体的增殖
1.模板：进入细菌体内的 DNA 2.合成噬菌体DNA的原料： 提供的 。 3.合成噬菌体蛋白质原料是： 。 4.合成噬菌体蛋白质场所是： 。
大肠杆菌的氨基酸
噬菌体
大肠杆菌
四种脱氧核苷酸
大肠杆菌的核糖体
吸附→注入
→合成
→ 组装
→ 释放
考点二 噬菌体侵染细菌的实验
3.实验思路
将DNA和蛋白质分开，单独研究它们各自的功能
4.实验过程及结果
（1）如何让噬菌体的蛋白质、DNA分别带上放射性？
大肠杆菌
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体
35S、32P不能同时标记，而是分2组分别标记
3．若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体(　 　)
A．一定有35S，其中有1个含有32P B．一定有35S，其中有2个含有2P
C．一定有32P，其中有1个含有35S D．一定有32P，其中有2个含有35S
B
“两看法”判断子代噬菌体被标记情况
3.噬菌体侵染细菌
离心
离心
保温
保温
标记的蛋白质外壳
标记的DNA
保温的目的是让T2噬菌体充分侵染细菌；
搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体与细菌分离；
离心的目的是让上清液中析出较轻的T2噬菌体。
噬菌体比大肠杆菌轻
上清液：
沉淀物：
T2噬菌体
被感染大肠杆菌
思考：实验过程中保温、搅拌、与离心操作的目的分别是什么？
4.实验结果
35S标记的实验 32P标记的实验
标记部位
放射性情况 上清液
沉淀物
蛋白质
DNA
高放射性
低放射性
低放射性
高放射性
说明：T2噬菌体侵染细菌时，将 注入细菌的细胞内，
蛋白质外壳留在仍留在外面。
DNA
35S标记组：
32P标记组：
思考：
①35S标记蛋白质外壳时，Why上清“放射性很高”，而沉淀也“出现放射性”？
②32P标记头部DNA时，Why沉淀“放射性很高”，而上清也“出现放射性”？
搅拌不充分
(噬菌体蛋白质外壳还吸附在大肠杆菌表面)
—离心前，保温时间过长或过短。
(过长：细菌裂解，放射性子代噬菌体释放到上清中；过短：部分噬菌体未侵染到大肠杆菌。）
考点二 噬菌体侵染细菌的实验
5.结论
(1)噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌细胞，而蛋白质外壳留在外面。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的——DNA才是真正的遗传物质。
但不能证明蛋白质不是遗传物质
噬菌体
【常考基础诊断】(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(　　)
(2)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解(　　)
(3)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质
不是遗传物质(　　)
(4)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌
细胞中(　　)
(5)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(　　)
(6)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成(　　)
(7)用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有
2个含35S(　　)
(8)赫尔希和蔡斯的实验表明，DNA才是大肠杆菌的遗传物质(　　)
×
×
×
√
×
√
×
×
标记元素 标记物质 研究过程 结论(结果)
14C CO2 暗反应中碳的转移途径 发现卡尔文循环
3H 亮氨酸 分泌蛋白的合成分泌过程 核糖体→内质网→
高尔基体→细胞膜
18O H2O和CO2 光合作用中O2的来源 产生的O2来自H2O，
而不是CO2
15N DNA DNA的复制 DNA半保留复制
32P和35S DNA和蛋白质 生物的遗传物质 DNA是遗传物质
高中教材出现过的同位素标记法
1.在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同(或相似)的一组是(　　)
①证明光合作用所释放的氧气来自水
②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株
③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
④用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布
A.①②　　　B.①③　　　C.②④　　　D.③④
B
DNA是生物唯一的遗传物质吗？
考点三：烟草花叶病毒感染烟草叶实验及
生物的遗传物质
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
（TMV）
RNA
蛋白质
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
实验思路：设法将RNA与蛋白质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用。
一.烟草花叶病毒感染烟草的实验
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
二.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 ___________ ___________ DNA和RNA
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、蓝藻 玉米、小麦、人
DNA或RNA
DNA和RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或RNA
DNA
DNA
提示　常见的RNA病毒有：2019新型冠状病毒、烟草花叶病毒、HIV、禽流感病毒等。
结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA。所以说DNA是主要的遗传物质。
这句话的含义是：
① 绝大多数生物以DNA为遗传物质
凡是有DNA的生物
凡是细胞结构的生物(既有DNA，又有RNA)
② 极少数生物没有DNA，只有RNA一种核酸.
就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA。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。
DNA是主要的遗传物质。
一切生物的遗传物质是核酸!
4．下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。
(1)实验目的：略。
(2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤
第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，_______________________________________________________________。
第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论：
①___________________________________________________________；
②____________________________________________________________；
③若A、B、C三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
答案　(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，用等量生理盐水处理C组核酸提取液
(4)①若A、C两组出现该流感病毒，B组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是RNA　②若B、C两组出现该流感病毒，A组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是DNA
DNA作为遗传物质应该具备哪些特点？
在细胞生长和繁殖的过程中，能够精确的自我复制，使得前后代具有一定的连续性；
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；
具有储存大量遗传信息的潜在能力；
结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
自习课默写内容
探索遗传物质的经典实验
自习课默写内容
探索遗传物质的经典实验
S型细菌中含
有“转化因子”
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
DNA是遗传物质
RNA是遗传物质
绝大多数生物的DNA是遗传物质
DNA是主要的遗传物质

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