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(共39张PPT)
第七单元 第1讲　
DNA是主要的遗传物质
1
2
肺炎链球菌转化实验
3
噬菌体侵染细菌的实验
烟草花叶病毒的实验
1
肺炎链球菌转化实验
（1）肺炎链球菌的类型
没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙（rough）
有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑（smooth）
S型细菌
R型细菌
有致病性
无致病性
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
第④组
第③组
第②组
第①组
1
肺炎链球菌转化实验
从小鼠体内分离出S型活细菌
小鼠死亡
注射加热致死
的S型细菌
小鼠不死亡
（2）格里菲思的实验
体内转化实验
注射R型
活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡
注射S型
活细菌
从小鼠体内分离出S型活细菌
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
实验过程和结果
加热致死的S型细菌中，含有某种 ，促使R型活细菌转化为S型活细菌。
实验②③④对比说明 。
实验②③对比说明 。
R型细菌能转化为S型细菌
实验①②对比说明 。
1
肺炎链球菌转化实验
R型细菌无致病性，S型细菌有致病性
被加热致死的S型细菌无致病性
现象分析
结论
转化因子
（2）格里菲思的实验
体内转化实验
1
肺炎链球菌转化实验
细胞的物质
水
无机盐
核酸
糖类
蛋白质
脂质
如何设计实验寻找S型肺炎链球菌的遗传物质呢？
①自变量： 。
1
肺炎链球菌转化实验
（3）艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验
②因变量： 。
不同处理的 S 型细菌的细胞提取物
培养基中活细菌的种类
③预处理：
将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
④设计思路：
利用减法原理，在S型细菌的提取物中，利用酶解法特异性地除去某种物质，观察能否使R型细菌发生转化
“减法原理”：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素。
1
肺炎链球菌转化实验
（3）艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验
⑤实验过程及结果：
1
肺炎链球菌转化实验
（3）艾弗里及其同事的肺炎链球菌体外转化实验
第一组
R型细菌
S型细菌提取物
第二组
R型细菌
S型细菌提取物
第三组
R型细菌
S型细菌提取物
第四组
R型细菌
S型细菌提取物
第五组
R型细菌
S型细菌提取物
蛋白酶
RNA酶
酯酶
DNA酶
⑥结论：______才是使 R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
DNA
1
肺炎链球菌转化实验
项目 体内转化实验 体外转化实验
科学家
培养场所
实验原理
实验原则
实验构思
结果观察
实验结论
格里菲思
艾弗里及其同事
小鼠体内
培养基(体外)
S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
“减法原理”
R型细菌与S型细菌的致病性对照
S型细菌各成分进行对照
加热致死的S型细菌注射到小鼠作为对照来说明确实发生了转化
每个实验组特异性地去除了一种物质
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
S型细菌体内有转化因子
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
1
肺炎链球菌转化实验
（4）S型细菌和R型细菌转化的实质
①加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋结构解开，氢键断裂，但缓慢冷却后，其结构可恢复。
②转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
③一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质
肺炎链球菌转化实验
2
噬菌体侵染细菌的实验
（1）实验材料：
T2噬菌体的模式图
①噬菌体的结构
是一种细菌病毒，专门寄生于细菌细胞内。
外壳：
内部遗传物质：
蛋白质
DNA
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
②增殖特点
在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
③与大肠杆菌的关系：
寄生
头部
尾部
DNA
蛋白质
T2噬菌体和大肠杆菌
2
噬菌体侵染细菌的实验
（1）实验材料：
④噬菌体的复制与增殖
增殖需要的条件 内　容
模板 ________的DNA
合成噬菌体DNA原料 __________提供的四种脱氧核苷酸
合成噬菌 体蛋白质 原料 _____________________
场所 大肠杆菌的 .
噬菌体　
大肠杆菌　
大肠杆菌的氨基酸　
核糖体
2
噬菌体侵染细菌的实验
（2）实验方法：
放射性同位素标记法　
35S
32P 　
①该实验运用了什么方法？
②为何选择35S、32P作为 标记？
噬菌体蛋白质特有S，DNA特有P。
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
③如何获得同位素标记的噬菌体？
2
噬菌体侵染细菌的实验
大肠杆菌+含35S的培养基---含35S的大肠杆菌
大肠杆菌+含32P的培养基---含32P的大肠杆菌
T2噬菌体+含35S的大肠杆菌---含35S的T2噬菌体
T2噬菌体+含32P的大肠杆菌---含32P的T2噬菌体
标记大肠杆菌
标记T2噬菌体
（3）实验过程：
③如何获得同位素标记的噬菌体？
制备
已标记T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
2
噬菌体侵染细菌的实验
含35S的噬菌体+细菌---混合，保温
含32P的噬菌体+细菌---混合，保温
35S
32P 　
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
（3）实验过程：
混合
④此步骤的大肠杆菌培养液与前一步使用的大肠杆菌培养液有何不同？为什么？
上一步的大肠杆菌含35S、32P标记，此步骤的大肠杆菌为未标记的细菌。保证后续检测的放射性完全来自噬菌体中的放射性物质。
已标记T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
2
噬菌体侵染细菌的实验
（3）实验过程：
保温
35S
32P 　
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
35S标记的噬菌
体与细菌混合
32P标记的噬菌
体与细菌混合
⑤噬菌体与大肠杆菌混合后为何要短时间保温？
使噬菌体充分侵染大肠杆菌。
2
噬菌体侵染细菌的实验
35S
32P 　
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
（3）实验过程：
搅拌离心
⑥搅拌的目的是？
⑦离心的目的是？
搅拌后离心
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出质量较轻的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。
2
噬菌体侵染细菌的实验
35S
32P 　
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
（3）实验过程：
检测
搅拌后离心
⑧检测的结果是什么？说明什么？
上清液的
放射性很高
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很低
沉淀物的
放射性很高
子代噬菌体不具有亲代提供的、由35S参与组成的物质；
子代噬菌体具有亲代提供的、由32P参与组成的物质。
2
噬菌体侵染细菌的实验
（4）实验结果：
A.含35S标记蛋白质+含31P的DNA
B.含32S标记蛋白质+含32P标记的DNA
C.含35S标记蛋白质+含32P标记的DNA
D.含32S蛋白质+含31P的DNA
亲代 噬菌体 侵染后， 寄主细胞内自身 侵染后， 寄主细胞内 子代
噬菌体中
第一组实验
第二组实验
A
D
D
D
D
B
出现B
出现B
2
噬菌体侵染细菌的实验
（5）实验结论：
赫尔希和蔡斯的实验表明：
噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
DNA才是噬菌体的遗传物质。
2
噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染大肠杆菌的过程：
吸附
注入
注入DNA
合成
DNA复制
指导蛋白质合成
组装
释放
2
噬菌体侵染细菌的实验
再探究：
（1）保温时间过长或过短对最终检测的放射性分布有什么影响？
保温时间过短，部分噬菌体还没有侵染大肠杆菌；
保温时间过长，大肠杆菌已裂解释放出子代噬菌体。
2
噬菌体侵染细菌的实验
再探究：
（2）搅拌时间过短会怎样？
搅拌不充分有少量含35S的蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
2
噬菌体侵染细菌的实验
项目 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
设计 思路 处理 方法
检测 方式
结论
比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能
减法原理：在S型细菌的细胞提取物中，分别去除某种物质后观察能否使R型细菌发生转化
同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA
观察菌落类型
检测放射性同位素存在位置
证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质
噬菌体侵染细菌的实验
3
烟草花叶病毒的实验
烟草花叶病毒
RNA
被感染烟叶
正常烟叶
如何证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA？说说你的实验思路。
蛋白质
3
烟草花叶病毒的实验
烟草花叶病毒
蛋白质
RNA
感染烟草叶子
感染烟草叶子
无病斑、正常
有病斑，且分离
出烟草花叶病毒
感染烟草叶子
感染烟草叶子
整个病毒
RNA+RNA酶
有病斑，且分离
出烟草花叶病毒
无病斑、正常
1956年，康拉特烟草花叶病毒侵染烟草实验
3
烟草花叶病毒的实验
烟草花叶病毒重建实验
烟草花叶
病毒A
烟草花叶
病毒B
产生A型后代
产生B型后代
实验结论：
（1）烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。
（2）RNA需保持结构完整，才能行使遗传功能。
烟草花叶病毒的实验
核心考点1 证明DNA是遗传物质的经典实验
DNA是遗传物质与DNA是主要的遗传物质的区别
“加法原理”和“减法原理”
肺炎链球菌的转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思实验（提出“转化因子”）
艾弗里实验
证明了DNA是遗传物质
（不能证明DNA是主要的遗传物质）
真核生物
（含DNA和RNA）
原核生物
（含DNA和RNA）
病毒
（含DNA或RNA一种核酸）
遗传物质是DNA
遗传物质是DNA或RNA
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
例如，在“比较过氧化氧在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
肺炎链球菌的转化实验
肺炎链球菌
R型：
S型：
菌体无多糖类的荚膜
菌落表面粗糙
不会使人或小鼠患病
菌体有多糖类的荚膜
菌落表面光滑
使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
格里菲思实验（1928年）：
R型活细菌
活（不死亡）
注入
S型活细菌
死
注入
S型活细菌
加热杀死的S型细菌
活（不死亡）
注入
R型活细菌+加热杀死的S型细菌
死
注入
S型活细菌
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。
艾弗里实验（20世纪40年代）：
R型活细菌+
S型细菌的细胞提取物
R型细菌+S型细菌
S型细菌的细胞提取物
+
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
R型细菌+S型细菌
S型细菌的细胞提取物
+
DNA酶
只长R型细菌
结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
（即，DNA是遗传物质）
（赫尔希和蔡斯实验（1952年））
T2噬菌体：
专门寄生在大肠杆菌体内
60%是蛋白质，仅蛋白质分子中含有硫
40%是DNA，磷几乎都存在于DNA分子中
用放射性同位素标记T2噬菌体：
用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染无放射性的大肠杆菌：
含35S组：
32P
35S（或32P）标记的噬菌体+大肠杆菌
保温：使亲代噬菌体侵染大肠杆菌
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心：
使上清液中析出质量较轻的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
上清液：
放射性高
放射性低
沉淀物：
细菌裂解，在新形成的噬菌体中无35S
上清液：
放射性低
放射性高
沉淀物：
细菌裂解，在新形成的噬菌体中有32P
实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质
吸附
注入核酸
复制与合成
组装
释放
含35S的培养基+大肠杆菌
含35S的大肠杆菌
接种噬菌体
蛋白质外壳含35S
含32P的培养基+大肠杆菌
DNA含32P
接种噬菌体
含32P的大肠杆菌
（2022·海南·统考高考真题）某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是（ ）
【答案】C
T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③
【答案】C
（2022·湖南·高考真题）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（　　）
A．新的噬菌体DNA合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】D
（2022·广东·高考真题）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ）
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
下列叙述正确的是（ ）
A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】D
（2022·浙江·统考高考真题）S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示

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