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(共36张PPT)
遗传学的大佬们(299)
1866年
孟德尔
我发现生物的性状由遗传因子决定！我还发现了他们的遗传规律。
孟德尔
我就很牛啊朋友们！！！
1891年
科学家A
我可是描述减数分裂的全过程的第一人，你们都比不过我！
遗传学的大佬们(299)
1900年
萨顿
我觉得遗传因子在染色体上，但我证明不了。。。。。。
科学家C
@孟德尔 大佬说得对！孟粉永相随！
科学家D
@孟德尔 大佬说得对！孟粉永相随！！
1903年
科学家B
萨顿
遗传学的大佬们(299)
遗传学的大佬们(299)
1909年
约翰逊
楼上大神们说的对，但我准备把遗传因子改名叫基因，这样顺多了。
1910年
萨顿
摩尔根
我觉得你们都在瞎扯，直接把群名改成“孟德尔粉丝群”吧
摩尔根
遗传学的未来还得是看我摩尔根的
摩尔根
@萨顿 小老弟，我已经通过果蝇这个小可爱找到基因位于染色体上的证据了。
摩尔根
嘿嘿嘿 怪不好意思的 ~
孟大神我直接路转粉！！！
20世纪中叶
科学家E
我发现染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。究竟哪一种是遗传物质呢？@所有人
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1、20世纪20年代
多种氨基酸
蛋白质
(生物大分子)
不同排列顺序
不同蛋白质
可能蕴含着遗传信息
连接
形成
蛋白质是生物体的遗传物质
——①蛋白质是生物体的遗传物质
脱氧核苷酸的化学组成
一、对遗传物质的早期推测
2、20世纪30年代
——②DNA是生物体的遗传物质
（占少数）
DNA
聚合
对DNA的结构没有不清晰的了解
蛋白质是生物体的遗传物质的观点占主导地位
艾弗里
赫尔希
蔡斯
格里菲思
二、肺炎链球菌的转化实验
1、肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲思
⑴实验材料：
肺炎链球菌
比较 菌落特点 菌体特点 毒性
S型 细菌
R型 细菌
无致病性
人和小鼠患肺炎
小鼠并发败血症死亡
光滑Smooth
粗糙 Rough
有多糖类的荚膜
无多糖类的荚膜
有致病性！！！
第一组
不死亡
第二组
死亡
第三组
不死亡
第四组
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
1、肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲思
⑵实验现象分析
二、肺炎链球菌的转化实验
①对比第一、二组的实验现象，说明了什么？
②对比第二、三组的实验现象，说明了什么？
③第四组小鼠为什么会死亡？
S型活细菌有毒，R型活细菌无毒
加热致死的S型细菌无毒
由于体内有活的S型细菌的作用
④第四组小鼠体内分离出的S型细菌从哪里来？
少部分活的R型活细菌转化成了S型活细菌
1、肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲思
⑤这种转化产生的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，又说明了什么？
转化的性状可以遗传（即遗传物质）
⑵实验现象分析
二、肺炎链球菌的转化实验
⑶实验结论
已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
1、肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲思
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
多糖
脂质、蛋白质
RNA、DNA等
由于当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。
含R型细菌的培养基
分别加入
R型细菌？
S型细菌？
观察菌落产生情况
加法原理
含R型细菌的培养基
提取液
全部加入
加入酶除去特定物质
减法原理
因此可用酶解法，将物质单个排除，观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。
二、肺炎链球菌的转化实验
S型细菌
多糖
脂质、蛋白质
RNA、DNA等
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
R型细菌？
S型细菌？
观察菌落产生情况
科学方法 P46
对照组
实验组
实验组
实验组
对照组
实验组
实验组
加法原理
含义：
举例：
与常态比较，人为增加某种影响因素
“比较过氧化氢在不同条件下的分解”
减法原理
含义：
举例：
与常态比较，人为去除某种影响因素
“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”
二、肺炎链球菌的转化实验
2、肺炎链球菌的体外转化实验
艾弗里
组别 S型细菌细胞提取物的处理方法 实验结果
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
不作处理
蛋白酶
RNA酶
酯酶
DNA酶
加入有R型活细菌的培养基中
S型细菌细胞提取物
R型细菌
R型细菌
S型细菌
对照组
对照原则和单一变量原则
二、肺炎链球菌的转化实验
①第一组实验说明什么问题？
S型细菌的细胞提取物中含有转化因子
②第二、三、四组实验说明了什么？
说明蛋白质、RNA和脂质都不是转化因子
③第五组实验说明了什么？
说明细胞提取物中的转化因子很可能就是DNA
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子（遗传物质）。
结论
2、肺炎链球菌的体外转化实验
艾弗里
思考 讨论
1、为什么格里菲思第4组实验中加热致死的S型细菌的DNA还具有转化能力？
蛋白质和DNA对于高温的耐受力是不同的。
蛋白质：加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。
DNA：加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55℃左右时，DNA的结构会恢复，进而恢复活性。
思考 讨论
2、R型细菌转化为S型细菌的本质是什么？
被破坏的S型细菌
X基因吸附在R型细菌表面
R型细菌转化成S型细菌
S型细菌
控制荚膜形成的X基因
荚膜
加热
杀死
X基因进入R型细菌
重
组
基因重组
注意：①只是少数R型细菌转化为S型细菌
②实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌
1、如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是（ ）
A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA
B．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数
C．该实验证明DNA是遗传物质
D．结果2中全部为R型肺炎链球菌
美在课堂P73 “典例1”
B
课堂小测
2、某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠　②S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠　③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠　④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠的情况依次是（ ）
A．存活、存活、存活、死亡 B．死亡、存活、存活、存活
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、死亡
美在课堂P74 “跟踪训练3”
B
课堂小测
3、肺炎链球菌S型与R型菌株都对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型(记为PenrS型)细菌。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下图所示的实验，下列分析正确的是（ ）
A．PenrS型细菌的DNA在加热过
程中会变性失活
B．组4培养基观察不到R型菌落和
S型菌落
C．组2和组3培养基中可能均会出现R型和S型两种菌落
D．组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后均可康复
美在课堂P78 “核心价值1”
B
课堂小测
有没有比细菌更好的材料，只含DNA和蛋白质，且可将DNA和蛋白质彻底分开，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，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，则无法真正提取出纯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。
噬菌体侵染细菌的电镜照片
赫尔希
蔡斯
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯
头部
尾部
T2噬菌体的模式图
1、实验材料：
DNA
蛋白质
结构：
生活方式：
噬菌体侵染细菌的过程：
细菌为噬菌体的繁殖提供的物质：
无细胞结构，只有核酸(DNA)和蛋白质外壳
专门寄生在大肠杆菌中
吸附 → 注入 → 合成 → 组装 → 裂解释放
噬菌体只提供遗传物质作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。
T2噬菌体、大肠杆菌
2、研究方法：
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记法
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？
DNA的主要组成元素：
C、H、O、N、P
蛋白质的主要组成元素：
C、H、O、N、S
同位素标记法
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
（R基）
（磷酸）
能否用14C和3H标记噬菌体
3、实验流程：
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯
思考：能否直接用含35S、32P的培养基分别培养噬菌体？
不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，需要寄生在大肠杆菌细胞内，应用含 培养噬菌体。
被标记的大肠杆菌
含32P的
大肠杆菌
含35S的大肠杆菌
含35S的细菌培养基
+
大肠杆菌
+
培养
T2噬
菌
体
大肠杆菌
+
含32P的细菌培养基
培养
培养
培养
含32P的
T2噬菌体
含35S的T2噬菌体
第①步：标记大肠杆菌
第②步：标记T2噬菌体
标记大肠杆菌
标记T2噬菌体
标记的T2噬菌体
侵染未标记大肠杆菌
（短时间保温）
观察放射性的分布
“短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免细菌裂解释放子代噬菌体
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
搅拌
离心
上清液
沉淀物
轻：T2噬菌体颗粒
重：被感染的大肠杆菌
“保温”：为噬菌体培养提供适宜、恒定的温度，以保证酶的活性
3、实验流程：
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯
第③步：标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
4、实验结果：
三、噬菌体侵染细菌实验
赫尔希和蔡斯
35S标记的
噬菌体
离心后
细菌裂解
噬菌体分别被35S或32P标记
搅拌后离心
搅拌后离心
32P标记的
噬菌体
用标记的噬菌体
侵染未标记的细菌
32P标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体与细菌混合
离心后
细菌裂解
在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质
放射性很高
放射性很低
无放射性
放射性很高
放射性很低
部分有放射性
35S标记的蛋白质没有进入到大肠杆菌内
32P标记的DNA进入到大肠杆菌内
蛋白质不是噬菌体的遗传物质
DNA是噬菌体的遗传物质
思考 讨论
3、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌中，为什么沉淀物出现放射性？
理论上
上清液
(35S标记的蛋白质外壳）
沉淀物
无放射性
其中一个
大肠杆菌
其中一个
大肠杆菌
实际上
沉淀物
少量放射性
搅拌不充分
思考 讨论
4、32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌中，为什么上清液出现放射性？
理论上
沉淀物
(32P标记的DNA）
上清液
无放射性
实际上
上清液
少量放射性
保温时间过短
释放
部分噬菌体还未侵染大肠杆菌
部分子代噬菌体已被释放出来
保温时间过长
上清液
少量放射性
4、下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是（ ）
A.本实验所使用的被标记的噬菌体是接
种在含有35S的培养基中获得的
B.本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成中只有蛋白质和DNA
C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D.在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质
美在课堂P75 “典例1”
B
课堂小测
5、如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，下列分析正确的是（ ）
A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
美在课堂P75 “典例2”
C
课堂小测
6、某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如下的实验(不同元素释放的放射性强度无法区分)。下列说法中正确的是（ ）
A．部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性
B．该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响
C．搅拌不充分或保温时间过长都会导致上清液的放射性强度增大
D．该实验可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞
美在课堂P76 “跟踪训练2”
B
课堂小测
四、生物的遗传物质
DNA是唯一的遗传物质吗？以下生物的遗传物质也是DNA吗？
新型冠状病毒 （2019-nCoV）
艾滋病病毒
（HIV）
烟草花叶病毒（TMV）
甲型流感病毒
（IAV）
在这些病毒中，没有DNA，仅有RNA和蛋白质等物质。
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
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
RNA
蛋白质
四、生物的遗传物质
1、烟草花叶病毒感染烟草的实验
？
？
分别提取两种不同烟草花叶病毒的RNA ，之后互换蛋白质外壳，去感染正常的烟草花叶，并从患病后的烟草花叶细胞中提取RNA病毒进行检测。
TMV A
TMV B
TMV A
TMV B
提取
四、生物的遗传物质
2、烟草花叶病毒重建实验
组装
侵染
感染
提取
提取
组装
侵染
感染
提取
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
注意：
项目 核酸类型 遗传物质类型
细胞 生物 真核生物
原核生物
病毒 DNA病毒
RNA病毒
RNA
DNA
四、生物的遗传物质
DNA和RNA
DNA
RNA
生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
②对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字
①对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质
7、如图所示，甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重组形成杂种病毒丙，丙侵染植物细胞后，在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是（ ）
美在课堂P78 “应用体验1”
D
课堂小测
8、下列关于生物遗传物质的说法，正确的是（ ）
A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA
B．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA
C．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA
D．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
美在课堂P77 “跟踪训练3”
A
课堂小测

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