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(共39张PPT)
DNA是主要的遗传物质
科学家发现：染色体主要组成成分:
。
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 上
基因的追寻记
染色体
蛋白质和DNA
谁是遗传物质
？
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
问题1：你认为遗传物质可能具有什么特点？
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
课本P42
一、对遗传物质的早期推测
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
没发现其他大分子有类似的结构特点。
20世纪20年代
蛋白质是生物体的
遗传物质。
20世纪30年代
人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基、脱氧核糖。意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。
蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
“我们表示怀疑！”
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
1928年，格里菲思用两种不同类型的肺炎链球菌去感染小鼠，做了肺炎链球菌的体内转化实验。
光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
S型细菌
R型细菌
二、肺炎链球菌转化实验——格里菲思体内转化
多糖
荚膜
粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
人肺炎
小鼠败血症
R型细菌
（菌落粗糙）
R型细菌
（菌落粗糙）
S型细菌
（菌落光滑）
2.肺炎链球菌的体内转化实验：
（1928年，格里菲思）
注射
R型活细菌
小鼠不死亡
第一组
注射
S型活细菌
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第二组
注射
加热致死的S型细菌
小鼠不死亡
第三组
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第四组
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
R活细菌
S活细菌
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
说明加热致死的S型细菌无毒
说明S型细菌有毒
说明R型细菌无毒
说明少数R型活细菌转化成了S型活细菌
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（遗传物质）
（一）体内转化实验：
（3）实验过程：
课本P43
1.格里菲思用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验。下列关于该实验的结论,不正确的是(　 　)
A.说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.说明了R型细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C.说明了R型细菌是无致病性的
D.说明了加热杀死的S型细菌是无致病性的
√
练习册P62
设法将DNA和蛋白质等物质分开，直接、单独地观察各自的作用
DNA RNA
脂质
多糖
蛋白质
逐步去除加热杀死的S型菌粗提取物中的某些成分
若去除后转化不能发生，则去除的极有可能为“转化因子”
三、肺炎链球菌体外转化实验——艾弗里体外转化
思考1：加热杀死的S型菌体内含有多种物质，究竟转化因子是什么？
思考2：请尝试写出实验的设计思路，实验的关键是什么？
实验过程：
空白对照
条件对照
实验组
三、肺炎链球菌体外转化实验——艾弗里体外转化
得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，蛋白质不是。
4.艾弗里在格里菲思实验的基础上,将S型细菌去除大部分的蛋白质、脂质、糖类等物质后,制得细胞粗提取物,再进行如图所示实验,请据图回答下列问题。
练习册P66 随堂检测
(1)在格里菲思所做的实验中,能使小鼠致死的是　　型细菌。
S
(2)两组实验中,　　　　　(填“多数”或“少数”)R型细菌能转化为S型细菌。
少数
(3)从实验二可得出的结论是
　 。
蛋白质、RNA、酯类等不是
转化因子(或遗传物质)
肺炎双球菌的体内转化实验与体外转化实验对比
项目 体内转化实验 体外转化实验
科学家 格里菲思 艾弗里及其同事
细菌培养 小鼠体内 体外培养基
实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌体内各成分的相互对照
观察指标
实验结论
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
已经加热杀死的S型细菌体内有转化因子
转化因子是DNA
联系：①体内转化实验是体外转化实验的 ，体外转化实验则是前者的延伸。
②实验设计都遵循 和 原则。
基础
对照原则
单一变量
科学方法：
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
加法原理：
与常态比较，人为增加某种影响因素。
减法原理：
与常态比较，人为去除某种影响因素。
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——减法原理
P46
3.在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。下列实验中,采用“加法原理”的是(　　)
A.验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解
B.验证Mg是植物的必需元素
C.验证光是光合作用的条件
D.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
A
课时作业173
深度思考
加热能杀死S型细菌，为何“杀不死”DNA
蛋白质和核酸对高温的耐受力不同
在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复到室温，DNA双链还能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
①加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的，温度降低后蛋白质活性也不可恢复。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，因而导致细菌死亡。
②加热时，DNA双链会解旋，加热结束后，随温度的降低DNA双链可恢复双螺旋结构，恢复活性。
练习册P62 归纳总结
R型细菌转化为S型细菌的实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中
（即基因重组）
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
基因重组
R型细菌转化成具荚膜的S型细菌
注意：1.S型菌只提供DNA模板，其他的原料全是R型菌的
2.只是少数R型细菌转化为S型细菌
知识拓展
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。
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，赫尔希和蔡斯 噬菌体侵染细菌实验
三、噬菌体侵染细菌的实验--赫尔希和蔡斯
主要组成元素
C、H、O、N、P
主要组成元素
C、H、O、N、S
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。
同位素标记法
32P标记的噬菌体
35S标记的噬菌体
噬菌体的结构
三.噬菌体侵染细菌的实验
吸附
注入
复制、合成
组装
释放
噬菌体借尾丝吸附在大肠杆菌表面
把DNA注入到大肠杆菌细胞
利用大肠杆菌的化学成分、酶系统和核糖体合成出噬菌体的DNA、蛋白质
新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体
大肠杆菌解体，释放出噬菌体
噬菌体侵染过程
噬菌体侵染过程
2、实验过程
四、噬菌体侵染细菌的实验
（1952年，赫尔希与蔡斯）
1）实验方法：
32P
35S
思考:
如何标记T2噬菌体的DNA和蛋白质？
提示问题：
1、能不能单独培养噬菌体？
2、在培养噬菌体之前先培养什么？怎么培养？
第一步：获得被标记的T2噬菌体
放射性同位素标记法。（分别标记蛋白质和DNA）
4.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,实验包括4个步骤:①未标记的大肠杆菌培养噬菌体;②35S和32P分别标记噬菌体;③放射性检验;④离心分离。实验步骤的先后顺序为(　)
A.①②④③ B.④②①③
C.②①④③ D.②①③④
　C
课时作业173
思考：能否用含35S、32P的培养基直接培养噬菌体的蛋白质和DNA？
若不能，请写出培养的思路？
T2噬
菌
体
培养
培养
35S标记的___________
32P标记的___________
T2噬菌体
T2噬菌体
+
+
培养
含32P的
_________
大肠杆菌
含32P的细菌培养基
大肠杆菌
含35S的
_________
大肠杆菌
含35S的细菌培养基
+
培养
大肠杆菌
四、噬菌体侵染细菌的实验
不能，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体,噬箘体不能单独培养噬菌体。
思路：先标记细菌→再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体→进而标记T2噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验
检测上清液和沉淀物中的放射性物质
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
噬菌体被
35S标记
在新形成的噬菌体中没有检测到35S
细菌裂解
沉淀物的
放射性很低
上清液的
放射性很高
离心后
搅拌后离心
35S标记的噬菌体与细菌混合
35S标记的噬菌体
① 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌：
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心的目的：让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
(3)已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌
说明T2噬菌体的蛋白质外壳未进入大肠杆菌。
课本P45
三、噬菌体侵染细菌的实验
② 32P标记的噬菌体侵染细菌：
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
用标记的噬菌体侵染未标记的细菌
噬菌体被
32P标记
在新形成的噬菌体中检测到32P
细菌裂解
沉淀物的
放射性很高
上清液的
放射性很低
离心后
搅拌后离心
32P标记的噬菌体与细菌混合
32P标记的噬菌体
(3)已标记噬菌体侵染未标记大肠杆菌
说明T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌，并遗传给子代。
课本P45-46
分组 结果 结果分析
对比实验(相互对照) 被32P标记的T2噬菌体＋细菌 上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内
被35S标记的T2噬菌体＋细菌 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中
32P—DNA进入了宿主细胞内
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面
第一次检查发现：
说明：
将蛋白质与DNA分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。
实验结果分析
四、噬菌体侵染细菌的实验
亲代噬菌体 原宿主细菌内 子代噬菌体 实验结论
32P标记的DNA
35S标记的蛋白质
无32P标记的DNA
无35S标记的蛋白质
DNA有32P标记
蛋白质外壳无35S标记
DNA是遗传物质
第二次检查发现：
思考：噬菌体侵染细菌实验能不能证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质吗？
实验结果分析
四、噬菌体侵染细菌的实验
不能，因为噬菌体的蛋白质外壳未注入细菌细胞质内,无法判断
4、实验结论
三、噬菌体侵染细菌的实验
注意：
A. 不能证明蛋白质不是遗传物质（其蛋白质没有进入细菌）
B. 不能证明：DNA是主要的遗传物质。
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.(2022·浙江6月选考)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菌
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
√
练习册P66 随堂检测
上清液：
沉淀物：
噬菌体外壳
含噬菌体DNA的大肠杆菌
35S标记的实验 32P标记的实验
标记部位
放射性情况 上清液
沉淀物
蛋白质
DNA
有放射性
无
无
有放射性
35S标记：沉淀物“放射性很低”？
搅拌不充分(部分噬菌体与大肠杆菌未分离)
保温时间过短：部分噬菌体未侵染大肠杆菌
保温时间过长：部分子代噬菌体被释放出来
、噬菌体
很高
很低
32P标记：上清液“放射性很低”？
很低
很高
误差分析
肺炎链球菌 体内转化实验 肺炎链球菌 体外转化实验 噬菌体侵
染细菌实验
实验者
思路
分离方式
结论以及各实验的关系
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。
放射性同位素标记法：
标记DNA和蛋白质
更有力地说明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质
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”,是体外转化实验的基础。
能否说明DNA是自然界所有生物的遗传物质？
三个经典实验对比
四.RNA也可作为遗传物质
如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
四、RNA是遗传物质的实验证据
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
患病
不患病
得到全新病毒
不能得到病毒
实验：烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
四.RNA也可作为遗传物质
RNA病毒还有：
新冠病毒
艾滋病毒
流感病毒
SARS病毒
五、生物的遗传物质
细胞生物含有DNA和RNA
病毒含有
DNA或RNA
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质
是DNA
遗传物质
是RNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
DNA是主要的遗传物质
具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。
1.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都证明了DNA是主要的遗传物质
√
随堂检测
练习册P65 随堂检测

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