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(共23张PPT)
遗传物质的探索
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
第3章 基因的本质
基因
蛋白质
DNA
DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思实验
艾弗里的实验
位于
成分
染色体
功能
实验证明
包括
一、肺炎链球菌转化实验
过程
与
现象
结论
R型活细菌
S型活细菌
加热杀死的S型细菌
R型活细菌+
加热杀死的S型细菌
加热杀死的S型细菌中含有“_________”，将无致病性的R型活细菌转化为有致病性的S型活细菌
小
鼠
不死亡
死亡，分离出__________
死亡，分离出S型活细菌
S型活细菌
不死亡
注射
注射
混合
注射
注射
转化因子
格里菲斯——体内转化实验过程
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。
一、肺炎链球菌转化实验
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；
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；
DNA酶可水解除去细胞提取物中的DNA，该组实验结果可推测 DNA就是转化因子
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。
艾弗里——体外转化实验过程
一、肺炎链球菌转化实验
基因重组(广义)
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
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
与常态比较，认为增加某种影响因素的称谓“加法原理”。
例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，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，就利用了“加法原理”。
与常态比较，认为去除某种影响因素的称谓“减法原理”。
例如，在艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中，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，就利用了“减法原理”。
考向　围绕肺炎链球菌转化实验，考查科学探究能力
D
1.(2023·广东珠海一中调研)实验1：将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养；实验2：将S型细菌的DNA用DNA酶处理后所得物质与R型细菌混合培养。相关叙述正确的是 (　　)
A.实验1的培养基上仅有S型细菌生长
B.实验2的培养基上有R型和S型细菌生长
C.实验1、2可以证明DNA是主要的遗传物质
D.实验1与实验2形成对照
考向　围绕肺炎链球菌转化实验，考查科学探究能力
B
2.(2023·安徽安庆模拟)肺炎链球菌转化实验的部分过程如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤
与嘧啶碱基比例不变
B.整合到R型菌内的DNA分子片段，可以
直接表达出产物荚膜多糖
C.进入R型菌的DNA片段上，可能有多个
RNA聚合酶结合位点
D.S型菌DNA整合到R型菌内属于基因重组
二、噬菌体侵染细菌的实验--赫尔希和蔡斯
主要组成元素
C、H、O、N、P
主要组成元素
C、H、O、N、S
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，头部含有DNA。
同位素标记法
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
噬菌体的结构
二、噬菌体侵染细菌的实验--赫尔希和蔡斯
T2噬菌体的增殖
吸附-注入-合成-装配-释放
二、噬菌体侵染细菌的实验
离心
含35S或32P
培养基
含35S或32P
细菌
噬菌体侵染含35S或32P细菌
含35S或32P噬菌体
可以直接标记噬菌体吗？
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活
分组 结果 结果分析
对比实验(相互对照) 被32P标记的T2噬菌体＋细菌 上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内
被35S标记的T2噬菌体＋细菌 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中
32P—DNA进入了宿主细胞内
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面
实验思路
二、噬菌体侵染细菌的实验
用32P标记噬菌体的一组实验，上清液中有少量放射性，原因是什么？
用35S标记噬菌体的一组实验，沉淀物中为什么也有少量的放射性？
实验过程和结果分析
二、噬菌体侵染细菌的实验
1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,若上清液中出现了较高的放射性,可能的原因：
①保温时间过短,有一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,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,也会使上清液的放射性升高。
2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实验中含有少量放射性的原因：
搅拌不充分，搅拌、离心后,仍有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性。
上清液和沉淀物放射性分析
考向 结合噬菌体侵染细菌实验，考查实验探究能力
D
1.(2023·西安五校联考)赫尔希和蔡斯精妙的实验设计使得T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验更具有说服力。下列相关叙述正确的是(　　)
A.该实验和艾弗里的细菌转化实验的设计思路不同
B.因为DNA和蛋白质都含有O元素，所以也可以用18O替代35S或32P
C.如果保温时间太久，则用35S标记的一组实验，沉淀物中的放射性更强
D.该实验只能证明DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质
考向 结合噬菌体侵染细菌实验，考查实验探究能力
B
2.(2023·华大新高考联盟)某研究人员分别进行了如下三组实验：①35S标记的T2噬菌体＋不含放射性的细菌；②32P标记的T2噬菌体＋不含放射性的细菌；③14C标记的T2噬菌体＋不含放射性的细菌。下列相关分析正确的是(　　)
A.T2噬菌体在含35S、32P和14C的培养基中培养可获取含放射性标记的T2噬
菌体
B.若第②组保温时间过短或过长，则离心后上清液中放射性均偏高
C.若第③组进行充分搅拌，则离心后沉淀物中没有放射性
D.比较第①组与第②组的实验结果，说明DNA是主要的遗传物质
考向 结合噬菌体侵染细菌实验，考查实验探究能力
C
3.(2023·河南顶级名校联考)在噬菌体侵染细菌的实验中，下列叙述错误的是(　　)
A.子代噬菌体DNA中的部分元素来自亲代噬菌体
B.子代噬菌体蛋白质合成所需的氨基酸全部来自大肠杆菌
C.子代噬菌体DNA的合成过程所需要的能量部分由线粒体提供
D.指导子代噬菌体蛋白质合成的相关信息完全来自亲代噬菌体
二、噬菌体侵染细菌的实验
用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。
1.放射性同位素
3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。
14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。
标记DNA
3H
14C
32P
35S
标记蛋白质
探究噬菌体的遗传物质
——检测放射性
2.稳定同位素
18O
标记H2O、CO2
研究光合产物O2中氧原子的来源。
—— 检测密度或相对分子质量
15N
标记DNA
研究DNA复制方式。
科学方法：同位素标记法
三、烟草花叶病毒感染实验
烟草花叶病毒（TMV）的基本成分都是蛋白质和RNA，体内无DNA
设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质
(1)实验过程及现象
(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
出现病斑
三、烟草花叶病毒感染实验
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例或范围
细胞生物 真核生物 DNA和RNA _______ 动物、植物、真菌等
原核生物 _______ 细菌、蓝藻、放线菌等
非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA _______ 乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒、腺病毒等
RNA 病毒 仅有RNA _______ 烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等
结论：_______是主要的遗传物质，因为实验证明___________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
DNA
DNA
DNA
RNA
DNA
绝大多数
就生物个体而言，其遗传物质是唯一的
考向 探索遗传物质的实验思路和方法
A
4.(2023·贵州贵阳摸底)如图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此可以判断(　　)
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.蛋白质是使TMV产生稳定遗传变化的物质
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.TMV的遗传物质的结构中嘧啶数和嘌呤数相同
三、烟草花叶病毒感染实验
1）探究思路
(1)探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。
(2)探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。
2）探究方法
(1)分离提纯法:
(2)同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记两者的特有元素;将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。
(3)病毒重组法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合,得到杂种病毒,用杂种病毒去感染宿主细胞。
(4)酶解法:
探究遗传物质的方法
研究发现，一种病毒只含一种核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是单链结构也可能是双链结构。以下是探究新病毒的核酸种类和结构类型的实验方法。
(1)酶解法：通过分离提纯技术，提取新病毒的核酸，加入______________酶混合培养一段时间，再侵染其宿主细胞，若在宿主细胞内检测不到子代病毒，则病毒为DNA病毒。
(2)侵染法：将_________________培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中繁殖数代，之后接种_______，培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性，若检测到子代病毒有放射性，则说明该病毒为______病毒。
(3)碱基测定法：为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构，可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。
①若含有T，且_______________________，则说明是单链DNA。
②若含有T，且____________________，则最可能是双链DNA。
③若含有U，且______________________，则说明是单链RNA。
④若含有U，且A的比例等于U的比例，则最可能是双链RNA。
DNA(水解)
该病毒的宿主细胞
该病毒
RNA
A的比例不等于T的比例
A的比例等于T的比例
A的比例不等于U的比例
第3章 基因的本质
基因
蛋白质
DNA
DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思实验
艾弗里的实验
位于
成分
染色体
功能
实验证明
包括

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