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(共27张PPT)
3.1 DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌转化实验
加热致死的S型菌中含有使R型菌发生转化的转化因子
转化因子是DNA，DNA是遗传物质
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。
艾弗里
思考：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，美国遗传学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行实验。
噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。
思考：
1、合成子代DNA和蛋白质所需的原料、酶、能量由谁提供？
2、合成子代蛋白质外壳的场所在？
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
放射性分别标记DNA和蛋白质
选择什么元素进行放射性标记
放射性同位素标记
组成元素
蛋白质:
DNA：
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
35S
32P
噬菌体侵染细菌实验
延伸思考：能否用14C和18O标记DNA或蛋白质？
不能，不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
2、能否用32P和35S同时标记DNA和蛋白质？
35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
如何分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质？
直接将噬菌体放入含有35S或32P的培养基中培养可以吗？
不行！T2噬菌体专性寄生于大肠杆菌，无法在体外长时存活
含有35S的培养基培养大肠杆菌
含有35S的大肠杆菌
侵染
未标记的噬菌体
未标记的噬菌体
T2噬菌体侵染细菌的实验
标记的噬菌体
侵染未标记的大肠杆菌
搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
噬菌体侵染细菌实验
短时保温：
让噬菌体充分侵染大肠杆菌
与未标记的大肠杆菌混合
经短时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
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
上清液放射性很高？
35S标记的噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中
沉淀物放射性很低？
搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌上，
随细菌离心到沉淀物中。
噬菌体侵染细菌实验
32P标记的噬菌体
说明T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。
子代噬菌体中含32P
与未标记的大肠杆菌混合
短时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
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
沉淀物放射性很高
上清液放射性很低
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
噬菌体侵染细菌实验
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
◇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
噬菌体侵染细菌实验
无
有
是否直接证明蛋白质不是遗传物质？
该实验没有直接证明蛋白质不是遗传物质
设法将DNA与蛋白质等分开，单独地研究它们遗传功能。
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
酶解法:
分别加入到R型菌中
同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
DNA是遗传物质
格里菲思
艾弗里
赫尔希和蔡斯
加热杀死的S型菌体内有“转化因子”
三个经典实验对比
思考·讨论 P46
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，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。
②繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？
在实际操作过程中最大的困难是什么？
艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质（减法原理），然后观察在无这种物质的情况下，实验结果的变化。
思考·讨论 P46
最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）
3.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？
艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。
赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。
启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，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。
思考·讨论 P46
启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，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。
SARS病毒
以下病毒组成成分只有RNA和蛋白质，遗传物质还是DNA吗？
流感病毒
艾滋病病毒（HIV）
新型冠状病毒
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
分离出大量
烟草花叶病毒
不能得到病毒
：
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA
患病
不患病
RNA是遗传物质的证明
小结
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
DNA是主要的遗传物质
就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某一特定生物来说，遗传物质只能是DNA或RNA。
DNA
遗传物质
RNA
真核生物：
真菌、 动、植物
原核生物：
细菌、蓝细菌等
DNA病毒（DNA+蛋白质）：
T2噬菌体、乙肝病毒、天花病毒
RNA病毒（RNA+蛋白质）：
烟草花叶病毒、HIV病毒、SARS病毒、流感病毒、新型冠状病毒
注：体内DNA、RNA都有，但RNA不作遗传物质
习题巩固
3. T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，
噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量
噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。 试分析子代噬菌体
的蛋白质外壳的来源。
实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
习题巩固
4.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌休侵染细菌的实验。
分析DNA作为遗传物质所具备的特点。
肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。
辨析
关于理解“DNA是主要的遗传物质”的概念：
1、细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA.
2、真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA
3、病毒的遗传物质是RNA
4、大熊猫的遗传物质主要是DNA，新冠病毒的遗传物质主要是RNA
关于证明“DNA是遗传物质”的实验：
1、格里菲斯的实验证明了肺炎链球菌的转化因子是DNA
2、艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质
3、艾弗里的实验、T2噬菌体侵染实验都证明了DNA是主要的遗传物质
4、肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染实验、烟草花叶病毒侵染实验等大量实验数据证明了（表明）DNA是主要的遗传物质
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辨析：
1、格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。
【分析】格里菲思认为加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成转化的活性物质，即转化因子，但是，格里菲思并未确定转化因子到底是什么物质。
2、艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。
【分析】艾弗里的实验证明：DNA是遗传物质。（证明肺炎双球菌的DNA是不是遗传物质，是就是，不是就不是。
关于“DNA是主要的遗传物质”这一说法，是针对所有生物而言：细胞生物（真核、原核）和DNA病毒的遗传物质是DNA（占大多数）；只有RNA病毒（占少数）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质

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