资源简介

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第1节
DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
情境导入——科学家的历史足迹
1891年
1866年
1909年
1903年
孟德尔发现遗传定律
科学家描述减数分裂全过程
萨顿假说：基因和染色体存在平行关系
摩尔根证明基因在染色体上
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
遗传物质是蛋白质还是DNA
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
——蛋白质是遗传物质
蛋白质的单体氨基酸多种多样排列顺序，可能蕴含着遗传信息
20世纪30年代
——蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
脱氧核糖
磷酸
含氮碱基
认识到DNA由许多脱氧核苷酸组成，但对DNA结构没有清晰认识
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
“我们表示怀疑！”
二、肺炎链球菌的转化实验
1.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
比较 菌体特点 菌落特点 毒性
S型 细菌
R型 细菌
无毒
有毒
人和小鼠患肺炎
小鼠并发败血症死亡
无荚膜
有荚膜
光滑Smooth
粗糙 Rough
二、肺炎链球菌的转化实验
（2）实验过程：
不死亡
死亡
不死亡
死亡
注射R型
活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
二、肺炎链球菌的转化实验
（3）实验结果：
1.对比第一、二组的实验现象，说明了什么？
R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
2.对比第二、三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
3. 第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌从哪里来？
加热杀死S型菌
R型活菌 S型活菌
转化
①加热杀死的S型细菌含有某种促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。
②这种性状的转化是可以遗传的
二、肺炎链球菌的转化实验
加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟转化因子是什么？
多糖
加热杀死
的S型细菌
脂类
蛋白质
RNA
DNA
用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
二、肺炎链球菌的转化实验
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
+
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
S型细菌
R型细菌
只长R型细菌
第一组
第二至四组
第五组
S型细菌
R型细菌
二、肺炎链球菌的转化实验
1. 第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
S型细菌的细胞提取物（蛋白质、脂质和RNA、DNA）中含有促使R型细菌转化为S型细菌的物质——转化因子。
二、肺炎链球菌的转化实验
2. 实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
加入蛋白酶是为了证明实现转化的不是蛋白质；
加入RNA酶是为了证明实现转化的不是RNA；
加入酯酶是为了证明实现转化的不是酯类物质。
3. 第一至四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
二、肺炎链球菌的转化实验
4.第五组，用DNA酶处理S型细菌的细胞提取液之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。
5. 据此分析，该转化实验的结论是什么？
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
结论
二、肺炎链球菌的转化实验
1. 艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
2. 被转化的R型菌只是少量，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。
注 意
二、肺炎链球菌的转化实验
有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质完全分开，单独去观察它们的作用呢？
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。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者：
2.实验材料：
赫尔希和蔡斯
T2噬菌体（病毒）
DNA
蛋白质
（1）组成：
蛋白质外壳和DNA
（2）生活方式：
专门寄生于大肠杆菌中
（3） 病毒侵染细菌的过程：
三、噬菌体侵染细菌的实验
3.实验方法：
放射性同位素标记法
主要组成元素
C、H、O、N、P
主要组成元素
C、H、O、N、S
用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的DNA。
三、噬菌体侵染细菌的实验
4.实验过程：
（1）获得被标记的T2噬菌体
思考:
如何标记T2噬菌体的DNA和蛋白质？
提示问题：
1、能不能用培养基单独培养噬菌体？
2、在培养噬菌体之前先培养什么？怎么培养？
三、噬菌体侵染细菌的实验
培养大肠杆菌
培养T2噬菌体
噬菌体-蛋白质（ 35S）
32P
35S
培养大肠杆菌
培养T2噬菌体
大肠杆菌（32P）
噬菌体-DNA（ 32P）
大肠杆菌（35S）
三、噬菌体侵染细菌的实验
（2）用 去感染 。
未被标记的大肠杆菌
标记的T2噬菌体
（3）短时间培养，搅拌、离心，观察上清液和沉淀物的放射性。
离心
离心
搅拌
搅拌
混合培养
被35S标记的噬菌体
被32P标记的
噬菌体
上清液的放射性很低
沉淀物的放射性很高
混合培养
上清液的放射性很高
沉淀物的放射性很低
三、噬菌体侵染细菌的实验
注意事项：
（1）搅拌
搅拌不充分
搅拌过于剧烈
（2）保温时间
时间过短
时间过长
少量噬菌体外壳仍吸附在大肠杆菌表面，使35S组的沉淀物带有放射性
使大肠杆菌破裂，子代噬菌体释放，使32P组的上清液带有放射性
部分噬菌体未侵入大肠杆菌内，离心后，使32P组的上清液带有放射性
部分噬菌体在细菌内大量繁殖，裂解大肠杆菌，子代噬菌体释放，使32P组的上清液带有放射性
三、噬菌体侵染细菌的实验
5.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
有无放射性原因
子代噬菌体
蛋白质
很高
DNA
很低
蛋白质未进入细菌中
DNA进入细菌中
很高
很低
有32P标记的DNA
无35S标记的蛋白质
6.实验结论：
◇蛋白质没有进入细菌细胞
◇DNA进入到细菌的细胞中
◇DNA才是噬菌体的遗传物质

该实验能证明蛋白质不是遗传物质的观点吗？
三、噬菌体侵染细菌的实验
7.DNA作为遗传物质的特点
(1)能自我复制，使得亲子代具有一定的连续性。
(2)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过程。
(3)能储存大量的遗传信息。
(4)结构比较稳定，但是在特殊情况下会发生可遗传变异。
DNA是生物界唯一的遗传物质吗？
四、DNA是主要的遗传物质
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。
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
可提取得到病毒
不能提取得到病毒
：
RNA
蛋白质
四、DNA是主要的遗传物质
SARS病毒
艾滋病病毒（HIV）
流感病毒
埃博拉病毒
RNA可作为某些病毒的遗传物质
新冠病毒
四、DNA是主要的遗传物质
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞生物 真核生物 动物、植物、真菌
原核生物 细菌、蓝细菌
非细胞生物 DNA病毒 T2噬菌体
RNA数病毒 艾滋病病毒、新型冠状病毒
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
RNA
DNA
绝大多数生物遗传物质是DNA，少数是RNA。
因此，DNA是主要的遗传物质。
结论
课堂小结
核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？
DNA
是主要的遗传物质
1928年 格里菲思 ——体内转化实验
1944年 艾弗里——体外转化实验
烟草花叶病毒
1952年 赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验
转化因子
转化因子是DNA
DNA是遗传物质
少数生物的遗传物质是RNA
感谢您的观看！

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