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(共27张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质（第1课时）
第3章　基因的本质
对遗传物质的早期推测
科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA。
DNA
染色体在遗传上的连续性和稳定性

蛋白质
孟德尔通过豌豆实验证明生物的性状由遗传因子控制
摩尔根通过果蝇实验证明基因位于染色体上
合作讨论：作为遗传物质需要具备哪些条件？
问题探讨
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
你认为遗传物质可能具有什么特点？
P42
1.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
01
对遗传物质的早期推测
20世纪30年代：
DNA是由4种脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。4种脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏遗传信息。
20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。21种氨基酸排列顺序蕴藏遗传信息。
蛋白质
基本单位：常见的21种氨基酸
核酸
基本单位：4种脱氧核苷酸
对遗传物质的早期推测
蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
02
肺炎链球菌的转化实验
1.科 学 家：
格 里 菲 思【英】
2.实验材料：
肺炎链球菌、小鼠
项目 S型细菌 smooth R型细菌 rough
菌落 毒性
菌体
有荚膜有毒
表面光滑
无荚膜无毒
表面粗糙
无
多糖类的荚膜
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
荚膜的化学本质是_______
多糖
课本P43第2段
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
加热致死的
S型细菌无毒
S型细菌有毒
R型细菌无毒
R型细菌转化
成了S型细菌
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
课本P43第3段
实验结论
活R + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
有毒S型死细菌 小鼠正常
有毒S型活细菌 小鼠死亡
无毒R型活细菌 小鼠正常
第一组
第三组
第二组
第四组
S型细菌中有一种“转化因子”能使R型活细菌转化为S型活细菌。
S型活细菌
P43第3段
笔记：但没有证明DNA是遗传物质
R型活细菌
S型活细菌
S型死细菌
某种活性物质
基因重组
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
蛋白质变性失活，但DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性
笔记
笔记
课本P43
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
小鼠体内所含细菌情况
一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
死亡
延伸思考
(3)(源于必修2 P43图3－2)格里菲思第四组
实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量
的变化情况如图所示，则：
①ab段R型细菌数量减少的原因是_________
________________________________________________。
②bc段R型细菌数量增多的原因是______________________________
________________________________________________________。
③后期出现的大量S型细菌是由 而来的。
小鼠体内
形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少
b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖
R型细菌转化成的S型细菌繁殖
格外注意！！
格里菲思体内转化实验证明了有转化因子的存在，
但是没有证明DNA就是遗传物质。
哪种物质是转化因子？
假如你是当时的科学家,你会怎样设计实验证明“转化因子”是什么物质
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA…
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接
的观察它们的作用。
要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？
“酶解法”:将物质一个个排除，通过观察剩余提取物的转化活性来
寻找转化因子
S型细菌的细胞提取物
第一组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
有R型细菌的培养基
+
S型细菌
R型细菌
混合
2. 艾弗里确定转化因子的体外实验
破碎加热杀死的S型细菌，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质
对照组
蛋白酶
S型菌的细胞提取物
RNA酶
酯酶
DNA酶
分别与R型活菌混合培养
R+S
R+S
R+S
R+S
R
艾弗里实验过程归纳
实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而转化因子
很可能就是DNA
实验结论
对照组
蛋白酶
S型菌的细胞提取物
RNA酶
酯酶
DNA酶
分别与R型活菌混合培养
R+S
R+S
R+S
R+S
R
艾弗里实验过程归纳
艾弗里等人进一步分析，提出结论：
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。
实验过程归纳
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
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；
1.艾弗里的体外转化实验同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
科学方法
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
（eg. 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
（eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验）
蛋白质酶
RNA酶
DNA酶
去掉蛋白质
去掉RNA
去掉DNA
科学方法
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
（eg. 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
（eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验）
[特别提醒]
并非所有的R型细菌都被转化
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，
而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)R型细菌转化为S型细菌是基因重组结果。
(3)仅仅是S型细菌的DNA不能使小鼠致死。
笔记
项目 格里菲思体内转化实验 艾弗里体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用酶解法特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” （不能证明转化因子是DNA ） S型细菌的DNA是遗传物质
联系 ①所用材料相同 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
1．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。
(　　)
2．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。
(　　)
3．艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存
的细菌绝大多数是S型细菌。
(　　)
蛋白质变性/盐析：没有破坏肽键
蛋白质变性/盐析（肽键）+双缩脲试剂→紫色
×
×
格里菲思只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子
×
R
1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了
4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌
B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡
C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来
D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明死菌乙在小鼠体内的繁殖不足以致死
R型细菌
无
有
S型细菌
R型细菌（多数）
S型细菌（少数）
C
2．利用两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎链球菌先进行
图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是
(　　)
A　　B　 C　　 D　　　 E　　 F
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌
C．此实验可以证明DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
常温
R型（多数）
S型（少数）
D
R型
S型
致死：B、C、F
拓展:
S型肺炎链球菌能变转化成R型菌吗
正常情况下是不可以的。原因在于无荚膜的R型菌在其生长期的某一
阶段会变为“感受态”,能够接纳S型菌的特定DNA进入并转化为S型菌，
这里的“感受态”尤为重要。而反过来，S型菌有荚膜，无“感受态。
因而就不具有接纳能力，无法实现S向R的转变。
感受态：最适摄取和容纳外来DNA的生理状态

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