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(共37张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
第1课时
第3章　基因的本质
蛋白质
DNA
染色体
20世纪20年代
——蛋白质是遗传物质
氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息
20世纪30年代后
——DNA才是遗传物质
对遗传物质的早期推测
脱氧核糖
磷酸
含氮碱基
DNA是遗传物质的证据
赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
格里菲思
艾弗里
赫尔希
蔡斯
一、格里菲思的体内转化实验
肺炎链球菌：
S型
光滑Smooth
R型
粗糙
Rough
有荚膜
(主要为多糖）
（有致病性）
无荚膜
（无致病性）
使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
小鼠不死亡
第一组
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第二组
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
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
一、格里菲思的体内转化实验
结论：
加热杀死的S型菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——“转化因子”
R型菌
S型菌
转化:是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质，而表现出后者的某些遗传性状或发生遗传性状改变的现象。
S型菌的遗传物质
注意：一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。
S型细菌的细胞提取物
二、艾弗里的体外转化实验
与R型活细菌混合培养
R+S
加法原理：与常态（对照组）比较，人为增加某种影响因素。
科学方法
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
减法原理：与常态（对照组）比较，人为去除某种影响因素。
S型细菌的细胞提取物
+蛋白酶 +RNA酶 +酯酶
分别与R型活细菌混合培养
R+S
R+S
R+S
R
+DNA酶
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，蛋白质等不是遗传物质）
二、艾弗里的体外转化实验
结论：
与R型活细菌混合培养
R+S
艾弗里DNA转化实验的不足
实验中提取的DNA，纯度最高时还有0.02%的蛋白质。
自然界中是否有生物可以将DNA和蛋白质完全区分开
艾弗里的实验提取物不纯
还有没有更好的材料、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，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的技术，完成了另一个有说服力的实验。
他们因此获得了诺贝尔奖！
三、噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体
DNA
蛋白质
头部
尾部
▲ 生活方式：
一种专门寄生在大肠杆菌体内
T2噬菌体
▲ 增殖特点：
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会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。
1.吸附
2.注入
3.合成
4.组装
5.释放
噬菌体侵染大肠杆菌过程：
吸附
注入
合成
组装
释放
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
新坐标P61
噬菌体侵染细菌实验
▲实验方法：
放射性同位素标记技术
C、H、O、N、P
C、H、O、N、S等
32P
35S
能否用14C和3H标记噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验
标记T2噬菌体方法：
直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
×
大肠杆菌
标记噬菌体
含35S的培养基
含32P的培养基
T2噬菌体噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
含 .
大肠杆菌
35S
含 .
大肠杆菌
32P
培养
培养
噬菌体
得到
得到
标记的噬菌体
35S
标记的噬菌体
32P
制备含有放射性标记噬菌体
离心
含35S培养基
含35S细菌
噬菌体侵染含35S细菌
含35S噬菌体
含32P培养基
含32P细菌
噬菌体侵染
含32P细菌
含32P噬菌体
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
先标记大肠杆菌
再标记T2噬菌体
实验过程：
32P
35S
已标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
短时间保温后用搅拌器搅拌
离心检测上清液和
沉淀物中的放射性物质
实验过程：
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心：使上清液析出噬菌体，沉淀物留下被侵染的大肠杆菌
分别用35S或32P标记
噬菌体与大肠杆菌混合
离心检测上清液和沉
淀物中的放射性物质
细菌裂解后检测子代
噬菌体的放射性
32P标记
的噬菌体
35S标记
的噬菌体
经短时间保温后用搅拌器搅拌
笔记：1.采用对照方法：对比实验（相互对照）
2.保温时间要求：全部噬菌体侵染细菌且未释放
在搅拌器中搅拌、离心后，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
上清液的放射性很
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标记的噬菌体侵染细菌：
高
低
实验表明：
噬菌体侵染细菌时， 外壳留在外面，没有进入到细菌中。
蛋白质
搅拌不充分
理论上
上清液
沉淀物
其中一个
大肠杆菌
实际上
35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因
实验误差分析：
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
35P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
上清液的放射性很
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
低
高
实验表明：
噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌中。
DNA
保温时间长
理论上
上清液
沉淀物
若该大肠杆菌有
一个噬菌体侵入
实际上
部分
释放出来
释放
未来得及侵染
实际上
保温时间短
32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因
实验误差分析：
1.35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？
搅拌不充分,有含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到
沉淀物中
2.32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
思考：
噬菌体侵染细菌的实验结果中放射性物质的分析：
被35S标记的噬菌体
被32P标记的噬菌体
说明： T2噬菌体侵染细菌时，将 注入细菌的细胞内，
蛋白质外壳留在仍留在外面。
离心
离心
DNA
实验结果：
噬菌体侵染细菌实验
结论： 是真正的遗传物质
DNA
不能证明：①DNA是主要的遗传物质
（笔记） ②蛋白质不是遗传物质
赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。
注意：没有证明蛋白质不是遗传物质！
噬菌体侵染细菌实验
课本P46第3段
设计：将蛋白质注入细菌内，看能否合成子代噬菌体
噬菌体侵染细菌实验中的标记误区
(1)该实验不能标记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)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为
在进行放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，而不能确定是何种
元素的放射性。
总结几个实验结论：
格里菲思体内转化实验：
S型菌体内有转化因子。
艾 弗 里 体外转化实验：
DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
赫尔希、蔡斯噬菌体侵染实验：
DNA是遗传物质（不能证明蛋白质不是遗传物质）
提醒：
几个实验均不能证明DNA是主要的遗传物质。
绝大多数生物遗传物质是DNA
↓
DNA是主要遗传物质
易错提示：细胞核遗传物质是DNA，细胞质遗传物质是DNA！
RNA是遗传物质的实验证据
烟草花叶病毒（RNA病毒）
左：正常烟叶 右：病叶
1.烟草花叶病毒侵染烟草实验
如果让你设计证明RNA也是遗传物质，你会怎么做？
RNA
实验材料：烟草花叶病毒、烟草。
实验过程
蛋白质
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
结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
RNA是遗传物质的实验证据
蛋白质1
TMV2
RNA2
蛋白质2
蛋白质1+RNA2
TMV2
TMV1
RNA
蛋白质2+RNA1
TMV1
烟草花叶病毒重建实验示意图
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
RNA是遗传物质的实验证据
DNA是主要的遗传物质
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞生物 真核生物 动物、植物、真菌
原核生物 细菌、蓝细菌
非细胞生物 DNA病毒 T2噬菌体
RNA数病毒 艾滋病病毒、新型冠状病毒
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
RNA
DNA
绝大多数生物遗传物质是DNA，少数是RNA。
因此，DNA是主要的遗传物质。
结论
一、易错辨析
1.从格里菲思第四组实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎链球菌只有S型
细菌而无R型细菌 (　　)
2.S型细菌与R型细菌致病性差异的根本原因是发生了细胞分化(　　)
3.在艾弗里的实验中，实验组分别加入了相应的水解酶，这是利用了自变量
控制中的加法原理(　　)
4.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质(　　)
5.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，同时用32P和35S分别标记噬菌体的
DNA和蛋白质外壳(　　)
×
×
×
×
×
减法
分别
6.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
(　　)
7.赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记
的部位组合为①④(　　)
×
×
8.用1个含32P标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中
只有2个含32P(　　)
9.T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(　　)
√
×
大肠杆菌 病毒寄生具有专一性

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