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(共18张PPT)
第3章 基因的本质
第1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，但由于对DNA结构尚不了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
遗传物质究竟是什么？
二 肺炎链球菌的转化实验
R型菌
S型菌
Rough
Smooth
有多糖类荚膜，菌落光滑
可使小鼠患肺炎，并发败血症致死
无多糖类荚膜，菌落粗糙
不致死
（优点：结构简单、繁殖快）
（一）肺炎链球菌的体内转化实验 格里菲斯
R型活细菌
S型活细菌
S型死细菌
R型活细菌+S型死细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，
分离出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，
分离出R型、S型活细菌
为什么会出现S型活菌？
推断1：已经加热致死的S型细菌“死而复生”。
推断2：已经加热致死的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
× 不符合科学
转化因子是什么物质？
多糖？
脂类？
蛋白质？
RNA？
DNA？
（二）肺炎链球菌的体外转化实验 艾弗里
将加热致死的S型细菌破碎，设法除去绝大部分的糖类、蛋白质和脂质，
制成细胞提取物。
细胞提取物含有“转化因子”
蛋白质、RNA、脂质不是“转化因子”
DNA是“转化因子”
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
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。
三 噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯
（一）实验材料——T2噬菌体、大肠杆菌
专门寄生在大肠杆菌内的病毒，
外壳由蛋白质构成，头部内含DNA。
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的指导下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，
进行大量增殖，当增殖到一定数量时，大肠杆菌裂解，释放出大量子代噬菌体。（优点：结构简单、易分离、繁殖快）
（二）实验方法——放射性同位素标记法
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。
DNA元素组成：C、H、O、N、P
蛋白质元素组成：C、H、O、N、S、Mg
31P 32P（放射性同位素）
32S 35S（放射性同位素）
（三）实验步骤
得到分别被35S标记及32P标记的两种大肠杆菌
得到分别被35S标记及32P标记的两种噬菌体
被标记的两种噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌
分析实验结果，得出结论
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
含放射性同位素35S的培养基
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
含放射性同位素32P的培养基
培养大肠杆菌
含32P的大肠杆菌
蛋白质外壳含32P的噬菌体
培养噬菌体
用35S标记的一组，
放射性同位素主要分布在上清液中
用32P标记的一组，
放射性同位素主要分布在沉淀物中
结论：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌中，蛋白质外壳留在细胞外。
同时，在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。
结论：DNA是噬菌体的遗传物质。
搅拌：让吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离
离心：让重量较轻的噬菌体颗粒（未注入部分）出现在上清液，而在沉淀物中留下被感染（遗传物质已注入）的大肠杆菌。
短时间保温
短时间保温
短时间：保证噬菌体已将遗传物质注入的大肠杆菌体内，但还未使大肠杆菌发生裂解；
保温：培养噬菌体
如果上清液中放射性较高，可能造成的原因
误差分析
1.保温时间过短：
部分亲代噬菌体尚未将DNA注入到大肠杆菌细胞内。
2.保温时间过长：
子代噬菌体已从裂解的大肠杆菌内释放出来。
3.搅拌过于剧烈：
大肠杆菌被破坏，释放出其中的子代噬菌体。
搅拌不充分：
部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面。
如果沉淀物中放射性较高，可能造成的原因
2. 艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。
赫尔希等人：噬菌体的培养技术、同位素标记技术、物质分离技术等。
科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持相互促进的。
1. 艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
（1）个体小，结构简单（2）繁殖快
四 烟草花叶病毒感染实验
烟草花叶病病斑
烟草花叶病毒示意图
烟草花叶病毒电镜照片
结论：
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
生物的遗传物质
非细胞生物
DNA病毒
RNA病毒（艾滋病病毒、流感病毒、
SARS病毒、新冠病毒……）
蛋白质病毒（朊病毒）
遗传物质是DNA
遗传物质是RNA
细胞生物
真核生物（动植物、真菌）
原核生物（各种细菌）
病毒
生物

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