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第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
人教版高中生物学必修二
目录
一、对遗传物质的早期推测
二：肺炎链球菌转化实验
三：噬菌体侵染细菌实验
四：烟草花叶病毒的遗传物质
目 录
contents
一、对遗传物质的早期推测
1
2
3
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
约翰逊命名“遗传因子”为基因。
20世纪中叶科学家发现：染色体主要组成成分蛋白质和DNA
4
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。
2、20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。
蛋白质
DNA
蛋白质
肺炎链球菌
类型 R型肺炎链球菌 S型肺炎链球菌
菌体 无荚膜
有荚膜
菌落 粗糙 光滑
致病性 无致病性 有致病性，使人和小鼠患肺
炎，小鼠并发败血症死亡
二：肺炎链球菌转化实验
S型菌
R型菌
加热杀死的S型菌
R型菌+加热杀死的S型菌
不死亡
（第一组）
死亡
（第二组）
不死亡
（第三组）
S型菌
S型菌
死亡
（第四组）
实验结论：加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型转化为S型的活性
物质——“转化因子”。
二：肺炎链球菌转化实验
——格里菲思的肺炎链球菌转化实验
学生活动一：阅读教材P43，小组合作完成学案,选小组代表上台讲解
——活动二：探究转化因子是什么物质
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
加热杀死的S型细菌
这种转化因子究竟是什么物质呢？
如何设计实验验证？
当时技术背景：细菌培养法、酶解法
淀粉酶
酯酶
蛋白酶
RNA酶
DNA酶
与R型细菌混合，观察是否有S细菌的产生
预测结果如何？
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 （DNA是转化因子）
艾弗里的肺炎链球菌转化实验
二：肺炎链球菌转化实验
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？
例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
二：肺炎链球菌转化实验
二：肺炎链球菌转化实验
第1组 第2组 第3组 第4组
实验 处理 注射活的R型菌 注射活的S型菌 注射加热杀死的S型菌 注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验 现象 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌
1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：
下列关于此实验的分析不正确的是（　　）
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B．对第4组实验的分析必须是以1~3组的实验为参照
C．本实验说明R型肺炎链球菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为“DNA是使R型转化为S型的转化因子”
D
艾弗里
该实验结果不够准确
遗传物质是DNA吗？
里面仍有0.02%的蛋白质
有比细菌更简单的吗？
我表示深深地怀疑！
艾弗里提取的DNA纯度是100%吗？
三：噬菌体侵染细菌实验
（2）噬菌体的特点
a.细菌病毒，仅能在大肠杆菌内繁殖
b.成分只有DNA和蛋白质
c.繁殖时，仅将遗传物质注入大肠杆菌，其他物质保留在
大肠杆菌外
（1）噬菌体的结构组成
实验材料
吸附
注入遗传物质
合成自身组成成分，进行装配，大量增殖
大肠杆菌解体，释放噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌过程
三：噬菌体侵染细菌实验
遗传物质
实验材料
提出问题
三：噬菌体侵染细菌实验
噬菌体的遗传物质是什么？
活动三：探究噬菌体的遗传物质
三：噬菌体侵染细菌实验
假设一：噬菌体的遗传物质是DNA
假设二：噬菌体的遗传物质是蛋白质
假设三：噬菌体的遗传物质是DNA+蛋白质
做出假设
提出问题
活动三：探究噬菌体的遗传物质
噬菌体的遗传物质是什么？
三：噬菌体侵染细菌实验
实验方法：
问题1：用什么元素标记DNA和蛋白质，为什么？
问题2：如何标记噬菌体，为什么？
实验思路：
做出假设
提出问题
演绎推理
活动三：探究噬菌体的遗传物质
放射性同位素标记法
三：噬菌体侵染细菌实验
含35S的细菌培养基
＋
大肠杆菌
培养
含35S的细菌
＋噬菌体
培养
35S标记的
噬菌体
含32P的细菌培养基
＋
大肠杆菌
含32P的细菌
＋噬菌体
培养
32P标记的
噬菌体
35S标记
32P标记
(1)标记噬菌体
培养
做出假设
提出问题
演绎推理
活动三：探究噬菌体的遗传物质
三：噬菌体侵染细菌实验
（2）用被标记的噬菌体侵染大肠杆菌
假设 32P 35S
假设一 DNA是噬菌体的遗传物质
假设二 蛋白质是噬菌体的遗传物质
假设三 蛋白质+DNA是噬菌体的遗传物质
做出假设
提出问题
演绎推理
活动三：探究噬菌体的遗传物质
三：噬菌体侵染细菌实验
（2）用被标记的噬菌体侵染大肠杆菌
学生活动：小组合作讨论，完成假设二和假设三的演绎推理过程，并将最终结果画在导学案上
假设 32P 35S
假设一 DNA是噬菌体的遗传物质
假设二 蛋白质是噬菌体的遗传物质
假设三 蛋白质+DNA是噬菌体的遗传物质
沉淀物
沉淀物
沉淀物
沉淀物
上清液
上清液
做出假设
提出问题
演绎推理
活动三：探究噬菌体的遗传物质
三：噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
做出假设
提出问题
演绎推理
实验检验
活动三：探究噬菌体的遗传物质
做出假设
提出问题
演绎推理
三：噬菌体侵染细菌实验
实验检验
结论：DNA才是噬菌体的遗传物质
得出结论
活动三：探究噬菌体的遗传物质
四：探究烟草花叶病毒的遗传物质
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。
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
实验
肺炎链球菌体内转化实验
（格里菲斯1928）
肺炎链球菌体外转化实验
（艾弗里等1944）
噬菌体侵染细菌实验
（赫尔希和蔡斯1952）
烟草花叶病毒感染实验
DNA是遗传物质
“转化因子”是DNA
存在“转化因子”
结论
RNA是RNA病毒的
遗传物质
DNA是主要的遗传物质
小结
1．如图是赫尔希和蔡斯噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分操作步骤，有关叙述错误的是
（ ）
A．实验中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开，离心的
目的是使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒
B．子代噬菌体的外壳蛋白是利用细菌细胞内的氨基酸为原料合成的
C．用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较低
D．用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高可能是由于培养时间过短
习题巩固
C
习题巩固
B
2．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，各标记的元素存在的主要部位是（ ）
A．沉淀、上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．沉淀、沉淀、沉淀
D．上清液、上清液、沉淀和上清液
感谢聆听！

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