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生物学（新人教版）
遗传与进化
第三章 基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
1. 能够阐明探索DNA是主要遗传物质的探索过程。
2. 能够说明DNA是主要遗传物质。
3. 能够说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
4、认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA在遗传物质中的作用。
历史的步伐
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
科学家的足迹
遗传物质是蛋白质还是DNA
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
问题探讨
1.作为遗传物质，应该具备哪些特点？
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方
法有哪些？
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独地、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
蛋白质
DNA
①能够储存大量的遗传信息。
②可以准确地复制，并传递给下一代。
③结构比较稳定等等。
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的讨论。
【自主学习】指导学生阅读教材并思考问题。
一、对遗传物质的早期推测
是由多种氨基酸连接而成，排列顺序多样，可能蕴含遗传信息
20世纪20年代
20世纪30年代
认识到 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
对DNA结构没有清晰的了解
蛋白质
蛋白质是遗传物质
蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
项目 S型细菌 R型细菌
菌落
菌体
有无致病性
表面____
表面____
1.了解肺炎链球菌
二、肺炎链球菌的体内转化实验
光滑
粗糙
有
无
荚膜
（胶状物质）
2.实验过程
R型
活细菌
S型
活细菌
小鼠不死亡
（第一组）
小鼠死亡
（第二组）
分离出S型活细菌
加热杀死的
S型细菌
小鼠不死亡
（第三组）
R型活细菌+加热
杀死的S型细菌
小鼠死亡
（第四组）
分离出S型活细菌
对比第一、第二组的实验现象，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。
对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
思考 讨论
第一组
第二组
第三组
第四组
对比第二、第三、第四组的实验现象，说明了什么？
加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。
思考 讨论
本实验能得出什么结论？
加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。
多糖
加热杀死
的S型细菌
脂类
蛋白质
RNA
DNA
这种“转化因子“到底是什么呢？
三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
破碎加热致死的S型细菌
设法去除绝大部分酶类、蛋白质和脂质
减法原理
S型细菌的细胞提取物
分别加入有R型活细菌的培养基中
不加酶
蛋白酶
RNA酶
脂酶
DNA酶
R型+S型
R型+S型
R型+S型
R型+S型
R型
该实验的设计遵循哪些原理
运用“减法原理”，人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。
遵循单一变量原则和对照原则。
其巧妙之处是什么
实验结论是什么
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
科学方法
如何理解“加法原理”和“减法原理”？
S型细胞提取物
（含DNA、RNA、蛋白质等）
去掉蛋白质
去掉RNA
去掉DNA
①常温放置
H2O2溶液
②90℃加热
③加2滴FeCl3溶液
④加2滴H2O2酶
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
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（混有少量的蛋白质）来进一步验证遗传物质就是DNA，同时，当时科学界深信蛋白质是遗传物质。
因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
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？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
四、噬菌体侵染细菌的实验
1、T2噬菌体的结构
A：
B：
DNA： （特征元素）
蛋白质： （特征元素）
P
S
生活方式：
寄生在大肠杆菌体内
头部
尾部
2、T2噬菌体的繁殖
视频：噬菌体的繁殖
3、T2噬菌体的标记
（1）标记方法：
放射性同位素标记法(DNA和蛋白质)
（2）标记过程：
先分别用含有32p和35S的培养基来培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用普通培养基培养。
4、实验过程
（1）标记噬菌体
①先用含放射性同位素的培养基分别培养大肠杆菌
②再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
32p培养基
35s培养基
35S噬菌体
32 P噬菌体
（2）再用已标记的含35S、32P的噬菌体分别侵染细菌：
35S标记的噬菌体
用35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很高
（含噬菌体蛋白质外壳）
沉淀物放射性很低
（含噬菌体DNA）
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
实验结果：
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
35S标记的噬菌体侵染细菌：
35S标记的实验发现沉淀物中也有较低放射性，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分导致部分蛋白质外壳未与细菌分离，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，离心时随细菌到沉淀物中。
32P标记的噬菌体
T2噬菌体中的被标记的DNA进入了大肠杆菌
子代噬菌体中含32P
用32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合
经短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很低
（含噬菌体蛋白质外壳）
沉淀物放射性很高
（含噬菌体DNA）
上清液放射性很低，沉淀物放射性很高
32P标记的噬菌体侵染细菌：
实验结果:
说明了:
32P标记的实验发现上清液中也有较低的放射性，可能是什么原因造成的？
(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内；
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代。
5、实验结果、结论与分析
亲代噬菌体 寄主细胞内有无放射性 子代噬菌体有无放射性 实验结论
32P标记DNA _____ _____ _____是噬菌体的遗传物质
35S标记蛋白质 _____ _____ 有
有
无
无
DNA
(1)噬菌体侵染细菌时，其_______进入细菌细胞中，而_____________留在外面。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代__________遗传的。
DNA
蛋白质外壳
DNA
只有DNA是遗传物质吗？
五、RNA作为遗传物质
有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白质，它们的遗传物质又是什么呢？
新型冠状病毒
烟草花叶病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒侵染烟草的实验
感病烟草
提取
烟草花叶病毒
分离
RNA
蛋白质
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到病毒
不能得到
病毒
实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
烟草花叶病毒侵染烟草实验
DNA是遗传物质
RNA是遗传物质
绝大多数生物
少数病毒
C
1、为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。
下列叙述正确的是（　　）A. 甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B. 乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C. 丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D. 该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
C
2、艾弗里等人的“肺炎链球菌转化实验”和赫尔希与蔡斯的“噬菌体侵染细菌实验”都证明了DNA是遗传物质。下列有关这两个实验的叙述中，不正确的是
（　　）A. 都选用结构简单、繁殖快的生物作为实验材料
B. 设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开，单独研究各自的功能
C. 都利用了放射性同位素标记法
D. 赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记DNA和蛋白质，来研究T2噬菌体的遗传物质
C
3、下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述，正确的是
（　　）A. 格里菲思和艾弗里分别用不同方法证明了DNA是遗传物质
B. 用RNA酶处理烟草花叶病毒后再去感染烟草叶片，烟草会出现病斑
C. 将S型菌的DNA用DNA酶处理后再与R型菌混合，培养基中不会出现S型细菌
D. 用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，就可证明DNA是遗传物质
C

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