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(共48张PPT)
DNA是主要的遗传物质
DNA是主要的遗传物质
噬菌体侵染细菌的实验
肺炎链球菌的转化实验
知识点
3
2
1
20世纪30年代：
DNA是由4种脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。4种脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏遗传信息。
20世纪20年代：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。21种氨基酸排列顺序蕴藏遗传信息。
蛋白质
基本单位：常见的21种氨基酸
核酸
基本单位：4种脱氧核苷酸
对遗传物质的早期推测
蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
01
肺炎链球菌的转化实验
一、肺炎链球菌的转化实验
1928年 格里菲思
格里菲思用两种肺炎链球菌去感染小鼠
菌落表面 荚膜 毒性
S型细菌
R型细菌
光滑
粗糙
有
无
有
无
荚膜的化学本质是_______
多糖
不死亡
死亡
不死亡
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
加热致死的
S型细菌无毒
S型细菌有毒
R型细菌无毒
R型细菌转化
成了S型细菌
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
课本P43第3段
实验结论
活R + 有毒S型死细菌 小鼠死亡
有毒S型死细菌 小鼠正常
有毒S型活细菌 小鼠死亡
无毒R型活细菌 小鼠正常
第一组
第三组
第二组
第四组
S型细菌中有一种“转化因子”能使R型活细菌转化为S型活细菌。
S型活细菌
P43第3段
R型活细菌
S型活细菌
S型死细菌
某种活性物质
那么， “转化因子”是什么物质呢
多糖
脂质 蛋白质
RNA DNA…
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接
的观察它们的作用。
要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？
“酶解法”:将物质一个个排除，通过观察剩余提取物的转化活性来
寻找转化因子
S型细菌的细胞提取物
第一组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
第二至四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取物
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
有R型细菌的培养基
+
S型细菌
R型细菌
混合
2. 艾弗里确定转化因子的体外实验
破碎加热杀死的S型细菌，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质
对照组
蛋白酶
S型菌的细胞提取物
RNA酶
酯酶
DNA酶
分别与R型活菌混合培养
R+S
R+S
R+S
R+S
R
艾弗里实验过程归纳
实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而转化因子
很可能就是DNA
实验结论
对照组
蛋白酶
S型菌的细胞提取物
RNA酶
酯酶
DNA酶
分别与R型活菌混合培养
R+S
R+S
R+S
R+S
R
艾弗里实验过程归纳
艾弗里等人进一步分析，提出结论：
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。
科学方法P46
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
应用场景：对照实验
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。
（eg. 比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。
（eg. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验）
蛋白质酶
RNA酶
DNA酶
去掉蛋白质
去掉RNA
去掉DNA
[特别提醒]
并非所有的R型细菌都被转化
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，
而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)R型细菌转化为S型细菌是基因重组结果。
(3)仅仅是S型细菌的DNA不能使小鼠致死。
跟踪训练
1.下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是 （　　）
A. 加热杀死的S 型细菌中DNA 全部失去活性
B. 加热杀死的S 型细菌能使小鼠的体细胞发生转化
C. 加入S 型细菌的DNA 后，只有部分R 型细菌转化成了S 型细菌
D. 在转化过程中，加热杀死的S 型细菌中的DNA 没有进入R 型活细菌
C
2．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。
(　　)
3．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。
(　　)
4．艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存
的细菌绝大多数是S型细菌。
(　　)
蛋白质变性/盐析：没有破坏肽键
蛋白质变性/盐析（肽键）+双缩脲试剂→紫色
×
×
格里菲思只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子
×
R
判断
5．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了
4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌
B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡
C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来
D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明死菌乙在小鼠体内的繁殖不足以致死
R型细菌
无
有
S型细菌
R型细菌（多数）
S型细菌（少数）
C
02
噬菌体侵染细菌的实验
1952年赫尔希和他的助手蔡斯
实验材料：
T2噬菌体的模式图
噬菌体 在大肠杆菌体内，在 遗传物质的作用下，利用 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。
自身
专门寄生
大肠杆菌
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
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
1952年赫尔希和他的助手蔡斯
实验材料：
T2噬菌体的模式图
外壳：
内部遗传物质：
蛋白质
DNA
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
用什么方法跟踪蛋白质和DNA的去向？
（放射性）同位素标记法
35S
32P
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
已标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
搅拌后离心
上清液
沉淀物
细菌裂解
离心后
保温
使吸附在大肠杆菌上的_________与___________分离开。
大肠杆菌
噬菌体
③离心：
使上清液中析出质量较轻的_________________，
而离心管沉淀物中留下被侵染的_____________。
T2噬菌体颗粒
大肠杆菌
放射性检测
实验过程: 噬菌体侵染大肠杆菌 （课本P45第2段）
①侵染：
②搅拌：
④检测：
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：
噬菌体侵染细菌实验
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
保温
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：
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。
噬菌体侵染细菌实验
原因：搅拌不充分
蛋白质
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
噬菌体侵染细菌实验
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
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：
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
噬菌体侵染细菌实验
实验表明:
原因：保温时间过短
/保温时间过长
噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌中。
DNA
DNA是真正的遗传物质
结论：
子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
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。
DNA
不能证明蛋白质不是遗传物质
但是：
跟踪训练
1. 赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：
①噬菌体侵染细菌 ② 35S和32P标记噬菌体
③放射性同位素检测 ④离心分离
实验步骤的先后顺序为 （ ）
A. ①②④③ B. ②①④③
C. ④②①③ D. ②①③④
B
2. 赫尔希和蔡斯的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA 是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是 （　　）
A. 实验中可用15N 代替32P 标记DNA
B. 噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C. 噬菌体DNA 的合成原料来自大肠杆菌
D. 实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
N 在噬菌体外壳蛋白与DNA 中都存在，要标记DNA 的特有元素
噬菌体外壳蛋白是由噬菌体的遗传物质编码的
噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA 为模板，以大肠杆菌中的4 种脱氧核苷酸为原料，合成子代DNA
C
噬菌体
3．1952 年，赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA 是遗传物质。该实验的其中一个步骤如下图所示， 则下列关于混合培养的描述，正确的是 （　　）
A. 将已被35S 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养
B. 将已被32P 标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养
C. 将已标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养
D. 将未标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养
A
4.某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标
记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，
并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被侵染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被侵染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
大量
不可
C
证明DNA是遗传物质的实验
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，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，便于进行遗传相关的研究。
证明DNA是遗传物质的实验
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？
从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。
最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质。
证明DNA是遗传物质的实验
艾弗里：
细菌培养技术
物质提纯和鉴定技术等。
赫尔希：
噬菌体培养技术
同位素标记技术
物质提取和分离技术等。
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？
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，科学与技术相互支持、相互促进。
03
DNA是主要的遗传物质
烟草花叶病毒
RNA
蛋白质
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。
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
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：
烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。
跟踪训练
下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质”的实验过程， 由此可以判断下列说法正确的是 （　　）
A. 水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B. TMV 的蛋白质不能进入烟草细胞中
C. 侵入烟草细胞的RNA 进行了逆转录过程
D. RNA 是TMV 的主要遗传物质
A
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例
细胞生物 真核生物
原核生物
非细胞生物 大多数病毒
极少数病毒
DNA和RNA
DNA
酵母菌、玉米、人
DNA和RNA
DNA
细菌、蓝藻
仅有DNA
DNA
T2噬菌体
仅有RNA
RNA
SARS病毒、HIV
2.不同生物的遗传物质
一切生物的遗传物质都是 ，由于绝大多数生物的
遗传物质是 ，所以，
核酸
DNA
DNA是主要的遗传物质
几个实验结论：
格里菲思体内转化实验：
赫尔希、蔡斯噬菌体侵染实验：
艾 弗 里 体外转化实验：
S型菌体内有转化因子。
DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
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。
针对自然界所有生物
细胞核遗传物质是DNA，细胞质遗传物质是DNA！
原核生物
真核生物
细胞内均含有
DNA和RNA
遗传物质：DNA
病毒
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质：DNA
遗传物质：RNA
易错提示：
总结：
一种生物遗传物质只有一种。
绝大多数生物遗传物质
是DNA
↓
DNA是主要遗传物质
跟踪训练
下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是 （　　）
A. 豌豆的遗传物质主要是DNA
B. 酵母菌的遗传物质主要位于染色体上
C. T2 噬菌体的遗传物质含有硫元素
D. SARS 病毒的遗传物质不彻底水解产生4 种脱氧核苷酸
B
一、概念检测
1．枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是 （ ）
A．多肽
B．多糖
C．组氨酸
D．DNA
D
2．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明 （ ）
A．DNA是遗传物质
B．遗传物质包括蛋白质和DNA
C．病毒中有DNA，但没有蛋白质
D．细菌中有DNA，但没有蛋白质
A

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