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(共34张PPT)
2022年，东航“3·21”坠机事件引起广泛关注，飞机坠毁爆炸并引起森林大火，救援队伍通过对现场遇难者遗骸进行遗传物质DNA的提取和比对，确认遇难者身份。
第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代：人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列,形成不同的蛋白质。氨基酸多样性的排列顺序，可能蕴含着遗传信息，因此认为蛋白质是生物的遗传物质。
20世纪30年代：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，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖，但对DNA结构尚不了解，因此人们虽意识到DNA的重要性，但蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
格里菲斯
英国医学工作者
主要研究肺炎双球菌如何让生物患上肺炎
(一)肺炎双球菌体内转化实验 —— 格里菲思
多糖类荚膜
R型菌：菌落粗糙(Rough)、无毒性
S型菌：菌落光滑（Smooth）、有毒性 ,使小鼠得肺炎、败血病
1.肺炎链球菌种类：
R活细菌
S活细菌
S死细菌
R活细菌+S死细菌
说明加热致死的S型细菌无毒
说明S型细菌有毒
说明R型细菌无毒
说明少数R型活细菌转化成了S型活细菌
2、实验步骤
实验结论：
加热致死的S型细菌中，存在某种活性物质（转化因子），可以促使R型活细菌转化为S型活细菌
［实验设计］寻找转化因子：
在加热致死的S型细菌中含有哪些物质？
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热致死的S型细菌
但究竟哪一个才是转化因子呢？
［实验设计］寻找转化因子：
全班分为五个小组，每个小组根据所学知识设计出一个实验，要求实验设计里包含：
实验目的：弄清“转化因子”到底是什么物质
实验思路：
实验材料：
实验过程：
［实验设计］寻找转化因子：
全班分为五个小组，每个小组根据所学知识设计出一个实验，要求实验设计里包含：
实验目的：弄清“转化因子”到底是什么物质
实验思路：将S型菌加热杀死后设法除去大部分糖类、蛋白质等制成细胞提取物，然后分别加入蛋白酶、RNA酶和酯酶处理，再进行转化实验，观察其是否有转化活性。
实验材料：
实验过程：
［实验设计］寻找转化因子：
全班分为五个小组，每个小组根据所学知识设计出一个实验，要求实验设计里包含：
实验目的：弄清“转化因子”到底是什么物质
实验思路：将S型菌加热杀死后设法除去大部分糖类、蛋白质等制成细胞提取物，然后分别加入蛋白酶、RNA酶和酯酶处理，再进行转化实验，观察其是否有转化活性。
实验材料：R型菌，S型菌细胞提取物，小鼠，蛋白质酶，RNA酶，酯酶，DNA酶
实验过程：
艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验(视频)
实验过程：
实验过程：
结论：
DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质；
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
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。
科学方法：
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
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。
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——减法原理
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
培养场所
对照设置
实验结论
联系 小鼠体内
培养基
将R型与S型细菌的毒性对照
S型细菌各成分的作用进行对照
S型细菌中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
材料相同；体内转化实验是体内转化实验的基础
但是，仍有人对实验结论表示怀疑。因为艾弗里实验中无法真正去除DNA，可能仍存在少量的DNA。
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
T2噬菌体模式图
噬菌体：细菌病毒，专一性寄生在大肠杆菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。
1952年赫尔希（A.Hershey)和蔡斯（M.Chase)
(三)噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌实验（视频）
T2噬菌体模式图
DNA（主要元素是C、H、O、N、P）
蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）
放射性同位素标记技术
（标记32p）
（标记35s ）
思考：为什么要用35S和32P标记？
用14C和18O等标记行吗？
因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于 DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的，因为 T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。
(三)噬菌体侵染细菌的实验
怎么标记噬菌体呢？
一组培养基含放射性同位素35S
培养大肠杆菌
含35S的大肠杆菌
蛋白质外壳含35S的噬菌体
培养噬菌体
一组培养基含放射性同位素32P
含32P的大肠杆菌
培养大肠杆菌
(三)噬菌体侵染细菌的实验
培养噬菌体
DNA含32P的噬菌体
蛋白质外壳含35S
DNA含32P
1.实验步骤:
1.实验步骤:
用标记的大肠杆菌标记噬菌体
噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
保温、搅拌、离心　
观察放射性的分布
（一组用32 P标记DNA，一组用35S标记蛋白质)　　　
目的是什么？
：
搅拌：让吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离
离心：让上清液析出质量较轻的大肠杆菌，而离心管的沉淀物留下被侵染的大肠杆菌。
（1）用含35S的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。
（2）用含32p的噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌。
蛋白质未进入细菌
DNA进入细菌
（搅拌不充分）
（保温时间过长、过短）
离心
离心
标记蛋白质
标记DNA
蛋白质未进入细菌
DNA进入细菌
保温
保温
搅拌、
搅拌、
无标记
目的是什么？
取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：
分组 噬菌体的标记 上清液 沉淀物
A 35S
B 32P
结论： 才是噬菌体真正的遗传物质
DNA
很高
很低
很低
很高
1.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也含有少量放射性，为什么
【实验分析】
搅拌不充分。有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的可能的原因是什么
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的可能的原因是什么
提示:
①保温时间过短,部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。
②保温时间过长,部分噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代，经离心后分布于上清液中。
（四）烟草花叶病毒的转化实验
烟草花叶病毒，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：
只有DNA是遗传物质吗？
RNA
蛋白质
感染
不感染
烟草花
叶病毒
烟叶
烟叶
得花叶病
不得花叶病
（四）烟草花叶病毒的转化实验
RNA是遗传物质的证据
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
RNA病毒还有：
新冠病毒
艾滋病病毒
流感病毒
SARS病毒
......
四. RNA也可作为遗传物质
具有细胞结构的生物
真核生物的遗传物质
原核生物的遗传物质
DNA
多数病毒的遗传物质是DNA
少数病毒的遗传物质是RNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
小结：DNA是主要的遗传物质
1.格里菲思： 肺炎链球菌的转化实验（体内转化）
存在转化因子
2.艾弗里： 肺炎链球菌的转化实验（体外转化）
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
3.赫尔希和蔡斯 ：T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验
DNA才是真正的遗传物质
4.有些病毒不含DNA，只含RNA
RNA是遗传物质
DNA是主要的遗传物质
课堂小结

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