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(共76张PPT)
生 物 学
3.1 DNA是主要的遗传物质
普通高中教科书
生物学
必 修 2
遗传与进化
人 各A顾社
科学家的足迹
③ 1903年
萨顿假说：基因和染
色体存在平行关系
遗传物质是蛋白 质还是DNA
② 1891年
科学家描述减 数分裂全过程
⑤ 20世纪中叶
染色体主要由蛋 白质和DNA 组成
分 子
复习导入
①1866年
孟德尔发现 遗传定律
1909年 4
摩尔根证明：
基因在染色体上
问题探讨—教材P42
你认为遗传物质可能具有什么特点
(1)能自我复制，使得前后代具有一定的连续性。
(2)控制生物体的性状和新陈代谢过程。
(3)能储存大量的遗传信息。
(4)结构比较稳定，但是在特殊情况下能发生可 遗传变异。
蛋白质
对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
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。
lle
Ala
Glu
Cys
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。
由于对DNA分子的结构没有清晰的
了解，人们认为蛋白质是遗传物质 的观点仍占主导地位。
磷酸
脱氧 核糖
含氮碱基 A(T 、C 、G)
Asn
His
P43相关信息
项 目 S型细菌 smooth R型细菌rough 菌落 毒性 有荚膜有毒 表面光滑 无荚膜无毒 表面粗糙
菌体 多糖类 的荚膜
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
实验材料：肺炎链球菌、小鼠
课本P43 第2段
注射加热
致死的S型 细菌
不死亡
第三组
将R 型活细
菌与加热致
死的S型细菌
混合后注射
死亡
第四组
注射R 型 活细菌
不死亡
第一组
注射S型
活细菌
死亡
第二组
肺炎链球菌的体内转化实验
分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
1.对比第一、第二组的实验现象，说明了
什么
R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细
菌可使小鼠死亡。
2.对比第二、第三组的实验现象，说明了 什么
加热致死的S型细菌不会使小鼠死亡。
注射加热
致死的S型 细菌
不死亡
第三组
注射S型
活细菌
死 亡
第二组
注射R 型 活细菌
不死亡
第一组
核心探讨一步步高P49
核心探讨一步步高P49
3. 第四组小鼠为什么会死亡 体内分离出的S型细菌 从哪里来
4.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
将R 型活细
菌与加热致 死的S 型细 菌混合后注
射
死亡
第四组
核心探讨一步步高P49
(1)第四组中小鼠的死亡是谁引起的 第四 组和第三组对照说明死亡小鼠体内活的S型细 菌是死而复生还是由活的R型细菌转化而来
(2)第四组和第一组对照说明当存在什么条 件时活的R型细菌才会转化成活的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
死 亡
第四组
将R型活细
菌与加热致 死的S型细菌
混合后注射
死 亡
第四组
注射加热
致死的S型 细菌
不死亡
第三组
注 射R 型 活细菌
不死亡
第一组
核心探讨一步步高P49
3. 第四组小鼠为什么会死亡 体内分离出的S型细菌从哪 里 来
4.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
实 验 结 论 ：
S型细菌中含有一种“转化因子”,能 使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。
加热致死的S 型细菌使部分活的R
型细菌发生了转化，变成了活的S 型细菌，使小鼠死亡。体内分离 出 的S 型细菌由R 型细菌转化而来。
将R 型活细
菌与加热致 死的S型细 菌混合后注
射
死亡
转化因子
R 型 菌
转化的性状 可以遗传
S型菌
S型菌
第四组
后代
1.3艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
1.寻 觅 “转化因子”究竟是什么
2.你有什么样的设计思路，关键是什么
蛋白质
多糖
脂质
RNA
DNA
S型细菌组分图
要确定“转化因子”是何种物质，关键思路是什么
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。
请结合现有的知识设计实验方案：
A.将S型细菌中的各种物质分别提纯，分别加入到含R型活细菌的培
养基中，观察是否出现S 型活细菌。 (受限于分离提纯技术)
B.用酶解法特异性的去除S型细菌的一种物质，与R 型活细菌一起培 养，观察在没有这种物质的情况下，是否出现S型活细菌。
(原理：酶的催化作用具有专一性)
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
有R型
细菌
的培
养基
混合
有R型
细菌
的培
养基
只长R 型
第一组 第二至第四组
S型 细菌 的细 胞提 取液
S型 细菌 的细 胞提 取液
有R型 细菌 的培 养基
S型 细菌 的细 胞提 取液
蛋白酶(或RNA酶、酯酶)
R型细菌 S型细菌
R 型细菌 S型细菌
混合
细 菌
第五组
DNA酶
混合
1.对照组2.蛋白酶3.RNA 酶4.酯酶5.DNA 酶
有R型细菌的培养基
R型细菌+S型细菌 只R型细菌
1.概述该实验的设计思路。
用酶解法分别去除细胞提取液中各种成分后，观察能否将R型细菌转化
o
核心探讨一步步高P49
分析艾弗里的肺炎链球菌
体外转化实验
S型菌细胞提取物
2.第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取
物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养 皿中长出了S型活细菌。这说明什么
说明S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
3.实验中加入的蛋白酶、 RNA 酶和酯酶的作 用是什么
分别除去S 型细菌细胞提取物中的蛋白质、
RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化 因 子 。
4. 第一至四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌
S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
有R型 细菌的 + 培养基 混 合 S型细菌 的细胞 提取物
有R型
细菌的
培养液
混合
核心探讨一步步高P49
S 型细菌 的细胞 提取液
S 型 细 菌
第一组 第二至四组
R型 细 菌 S 型 细 菌 R 型 细 菌
蛋白酶
(或RNA 酶、酯酶)
+
核心探讨一步步高P49
5.第五组，用DNA 酶处理S型细菌的细胞提取液之后再 与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌
DNA 酶能水解DNA, 从而破坏了DNA 分子的结构，使其 丧失转化功能。
结论 DNA 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
第五组
DNA酶
S 型细菌 的细胞 提取液
混合
只 长R型 细 菌
有R型 细菌的 培养液
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后 R型细菌+S型细菌
只R型细菌
既有R型细菌又有S型细菌的培养基中， R型菌的菌落占多数。
1.艾弗里的体外转化实验既证明了
DNA 是遗传物质，同时证明了蛋白质 等不是遗传物质；
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
S型菌细胞提取物
1.对照组2.蛋白酶3.RNA酶4.酯酶5.DNA酶
该实验的巧妙之处在哪里
有R型细菌的培养基
科学方法—教材P45
A.将S型细菌中的各种物质分别提纯，分别加入到含R型活细菌的培 养基中，观察是否出现S型活细菌。
B.艾弗里：用酶解法特异性的去除S型细菌的一种物质，与R型活细菌 一起培养，观察在没有这种物质的情况下，是否出现S型活细菌。
在对照实验中自变量的控制方法：
· 与 常 态 比 较 ，人为去除某种影响因素的称为减法原理。 · 与 常 态 比 较 ，人为增加某种影响因素的称为加法原理。
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
菌落：由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
R型 菌 S型 菌
(菌落粗糙) (菌落光滑)
不同的微生物形成的菌落特征是不相同的
【核心归纳】—步步高P49 1.易 错 归 纳
(1)转化的实质：S 型细菌的DNA 片段整合到了R 型细菌的DNA 中，使其 获得了新的遗传信息，进而在R型 细 菌 中 指 导 合 成 了S型 细 菌 的一 些 物 质 ， 使 R 型细菌转化成了S 型细菌。
S型菌
荚膜
加热 X基因进 重组
杀 死 入R型菌
控制荚膜形 被破坏 X基因吸附在 基因重组 R型菌转化
成的X基因 的S型菌 R型菌表面 成S型菌
【核心归纳】—步步高P49
(2)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。
2.加热的作用原理
(1)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。
(2)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。
【判断正误】—步步高P49
(1)将加热致死的S型细菌和R 型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠 尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌( )
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA 可以使小鼠死亡( )
(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( )
典题应用—步步高P50
1.格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该 实验的结论，错误的是
4. 说明肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.说 明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C.说 明R 型活细菌是无毒性的
D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的
典题应用—步步高P50
2. (2023 ·北京丰台区高一期中)肺炎链球菌的转化实验中，能够使小鼠死 亡的是
A.S型细菌的蛋白质+蛋白酶+R型细菌
B. S型细菌的DNA+R型细菌
C.S型细菌的RNA+RNA 酶 + R型细菌
D.S型细菌的DNA+DNA 酶 +R型细菌
DNA
结构
DNA
纯度
DNA
作用
蔡斯(左)赫尔希(右)
来自外界的质疑：
◆ “四核苷酸假说”
◆提 取的DNA 分子和DNA 酶 纯度不够
DNA 只是对荚膜的形成有 直接效应，而非遗传物质
噬菌体侵染细菌的实验
实验材料——T2 噬菌体：无细胞结构，专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
头部 DNA
蛋白质
尾部
噬菌体的结构模式图
注入 合成 组装 释 放
利用大肠杆菌体内的氨基 酸合成新的蛋白质
注入
遗传物质
苷酸合成新的DNA
※ 提 出 问 题 ：
T2噬菌体向大肠杆菌体内注入的是何种物质
细菌 裂解
利用大肠杆菌体内的脱氧核
吸附
viral
×genome
phage
receptor
celwal
T2 噬菌体侵染大肠杆菌增殖的过程
子代噬菌体
组 装
释放
噬菌体侵染细菌的实验
※提出问题：
T2噬菌体向大肠杆菌体内注入的是何种物质
※实验假设：
n
viral
genome
phage
receptor
cel wall
注入DNA 和蛋白质
只注入DNA 只注入蛋白质
⑨ 思考 · 讨论
分泌蛋白的合成和运输
注 射'H 标记的亮氨酸，3min 后，带有放射 性标记的物质出现在附着有核糖体的内质网 中；17min 后，出现在高尔基体中；117 min 后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质 的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。
囊泡
线粒体
高尔基体-
核糖体
内质网
3min 17min 117min
豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解
(灰点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白)
讨 论
1. 分泌蛋白是在哪里合成的 泌蛋白合成和运输的过程。
2. 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外， 3. 分泌蛋白合成和分泌的过程中需要 经过了哪些细胞器或细胞结构 尝试描述分 能量吗 能量由哪里提供
噬菌体侵染细菌的实验
如何探测微观世界物质行踪
放射性同位素标记技术
viral
genome
phage
receptor
celwall
在同一元素中，质子数相同、中子数不同 的原子为同位素，如 0与" o,"℃ 与 "C 。 同 位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物 化学性质相同。用物理性质特殊的同位素来标 记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。
同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。 通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学 反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有 的具有放射性，如"C 、"P 、H 、 S 等；有的不 具有放射性，是稳定同位素，如"N 、"0 等 。
有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌 到细胞外起作用的，这类蛋白质叫作分泌蛋 白，如消化酶、抗体和一部分激素等。科学 家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，做过这 样一个实验。他们向豚鼠的胰腺腺泡细胞中
88 科学方法
同 位 素 标 记 法
~
噬菌体侵染细菌的实验
※设计实验： 1、标记T2 噬菌体；
2、T2 噬菌体侵染细菌；
3、检测放射性。
待解决的问题：
(1)标记时元素的选择 如何获得被标记的T2 噬菌体
(2)侵染过程中无关变量的控制
(3)如何检测放射性
(1)为了追踪T 噬菌体注入大肠杆菌体内的是什么物质，采用放射性同位素标
记T 噬菌体的DNA 和蛋白质，结合二者的元素组成分析，选择何种元素标
相关信息=
在T2 噬菌体的化学组成中， 60%是蛋白质，40%是DNA。 对这两种物质的分析表明：仅 蛋白质分子中含有硫，磷几乎 都存在于DNA 分子中。
背景知识：放射性检测时只能检测到放 射性的存在部位，不能确定是何种元素、 何种物质的放射性。
噬菌体侵染细菌的实验
C 、H 、O 、N 、S
C、H、0、N、P
记
组成 元素
蛋白质：
DNA:
未注入部分
32P
35S
核心探讨—步步高P
任务二：噬菌体侵染细菌的实验
1. 本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记
P是噬菌体DNA 特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用32P和35S 分别标记噬菌体的DNA 和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。
2.能否用14C 和3H 标记噬菌体 说明理由。
不能用14C和 H 标记噬菌体；因为DNA 和蛋白质都含C和H, 因此无法确 认被标记的是何种物质。
噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体 一 同位素标记法 → 32P标记的噬菌体
H
R——3S 存 在 部 位
噬菌体侵染细菌的实验
3.标记T2 噬菌体时是用35S和32P标记同一噬菌体，还是分别进行标记 能不能只标记DNA
要分别标记，从而达到将蛋白质和DNA 区分开的目的。
噬菌体侵染细菌实验的设计思路：
利用同位素标记间接将蛋白质和DNA 分开，单独观察二者的作用
不能只标记DNA, 还要标记蛋白质，形成相互对照。
噬菌体侵染细菌的实验
4.如何将噬菌体中的蛋白质标记上35S和DNA 标记上32P
A.分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基直接培养T2噬菌体。
B.先分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌，得到被 标记的大肠杆菌，再让T2 噬菌体侵染被标记的大肠杆菌。
T2 噬菌体细菌病毒， 不能独立生活， 必须寄生在活细胞中，专门寄
生在大肠杆菌中。故应先培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体。
含32P的培养基
被32P标记的大肠杆菌
被35S标记的大肠杆菌
含35S的培养基 大肠杆菌
噬菌体侵染细菌的实验
获得被标记的T2 噬菌体的方法：
大肠杆菌
DNA 被32P标记的 T2 噬菌体
蛋白质被35S标记的 T2噬菌体
T2 噬菌体
T2 噬菌体
离心
噬菌体侵染
含35S细菌
③
O◎O
噬菌体侵染
含32P细菌
噬菌体侵染细菌的实验
※实验过程：①制备含有放射性标记噬菌体
食 飞
含35S噬菌体
③ ⑤
含32P噬菌体
含35S培养基
含32P培养基
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
含32P细菌
含35S细菌
离心并检测放射性
让上清液中析出重量较轻 的噬菌体颗粒，沉淀物中 留下被侵染的大肠杆菌。
噬菌体侵染细菌的实验
②噬菌体侵染大肠杆菌
未注入部分
注入部分
短时间
保温
未注入部分
注入部分
使吸附在细菌上的
噬菌体与细菌分离
标记的T2噬菌体
侵染大肠杆菌
检测子代噬菌体
的放射性
无放射性标
记的细菌
菌 的 实 验
搅拌
上清液 (噬菌体未注入部分) 沉淀物 (被侵染的细菌) 噬菌体未 注入部分 假设1: 只注入DNA 35S标记蛋白质组 32P标记DNA组 假设2: 只注入蛋白质 35S标记蛋白质组 32P标记DNA组 假设3:注入 DNA和蛋白质 35S标记蛋白质组
32P标记DNA组
噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体的注入部分
短时间
保温
35S 标记的噬菌体
与未标记的细菌混合
短时间 保温
32P标记的噬菌体
※实验验证— 赫 尔 希 和 蔡 斯 的 实 验 ：
沉淀物放射
性很高
上清液放射 性很高
离心
离心
搅 拌 器
搅 拌 器
上清液 (噬菌体未注入部分)
沉淀物
(被侵染的细菌)
假设1: 只注入DNA 35S标记蛋白质组 有放射性
无放射性
32P标记DNA组 无放射性
有放射性
假设2: 只注入蛋白质 35S标记蛋白质组 无放射性
有放射性
32P标记DNA组 有放射性
无放射性
假设2:注入 DNA和蛋白质 35S标记蛋白质组 无放射性
有放射性
32P标记DNA组 无放射性
有放射性
※得出结论：噬菌体侵染细菌时，噬菌
体 的DNA 有进入到细菌体内，蛋白质没 有进入细菌体内。
35S标记蛋白质组
32P标记DNA组
预期实验结果： 假说—演绎法 赫尔希和蔡斯的实验结果：
上清液放射 性很高
结论：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。子代噬菌体的各种性状，是通过亲代DNA 传递的。
DNA 才是遗传物质。
噬菌体侵染细菌的实验
根据放射性出现的部位，能证明DNA 是遗传物质吗
在新形成的部分噬菌体
中检测到32P
在新形成的噬菌体中
没有检测到35S
35S标 记 ： 32P标 记 ：
注意：大肠杆菌未标记，
细菌裂解
清 液 D
预期实验结果理论上 实际上
上清液 沉淀物
(噬菌体未注入部分)(被侵染的细菌)
NA 35S标记蛋白质组 有放射性 无放射性
标记DNA组 搅拌夜葬分 有放射性
二
误差分析
① 35S标记的噬菌体侵染细菌：
核心探讨—步步高P51
搅拌不充分，有少量含35S的
噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌
淀物
界界 界累
表面，随细菌离心到沉淀物中。
沉淀物的放射性很低
上清液的放射性很高
上 沉
上清液 (噬菌体未注入部分)
沉淀物
(被侵染的细菌)
假设1: 只注入DNA 35S标记蛋白质组 有放射性
无放射性
32P标记DNA组 无放射性
有放射性
上清液的放射性很低
沉淀物的放射性很高
32P标记的噬菌体侵染细菌：
预期实验结果：
误差分析
实际上
未来得及侵染
(有放射性的 是亲代)
实际上
部分释放出来 (有放射性的 是子代)
释放
理论上
上清液
沉淀物
误差分析
② 32P标记的噬菌体侵染细菌：
若该大肠杆菌有 一个噬菌体侵入
T
核心探讨一步步高P51
4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可 能是什么原因造成的
(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分 布于上清液中。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分 布于上清液中。
核心探讨一步步高P51
2.能否用14C和 H 标记噬菌体 能否用32P和35S同时标记噬菌体 并说明 理 由 。
(1)不能用14C和3H 标记噬菌体；因为DNA 和蛋白质都含C和H, 因此无 法确认被标记的是何种物质。
(2)不能用32P和35S同时标记噬菌体；因为若用32P和35S同时标记噬菌体， 离心后上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的 成 分 。
延伸思考
(1)本实验采用的对照方法是什么
对比实验(相互对照)。
(2)实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌有什么区
别
第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。
(3)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计 思路却有共同之处，你能否具体指出关键之处
最关键的实验设计思路是设法把DNA 与蛋白质分开，单独地、直接 地去观察DNA 和蛋白质的作用。
思考讨论—教材P46
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
细菌或病毒作为实验材料，具有以下优点：
(1)个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有
核酸和蛋白质外壳。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。细菌20~30 min 就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
思考讨论—教材P46
2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么 在际操作过程中 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(如糖类、脂质、蛋白质等)。
思考讨论—教材P46
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
艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。 赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及 物质的提取和分离技术等。
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，科学与技术是相互支持、相互促进的。
艾弗里实验
噬菌体侵染细菌实验
处理方式 直接分离
同位素标记法
对照原则 S型细菌的分离物质分别与 R型细菌混合培养相互对照
分别标记噬菌体DNA和蛋白质 的两组实验相互对照
实验结论 证明DNA是遗传物质，蛋 白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能
有效证明蛋白质不是遗传物质
(蛋白质没有进入细菌体内)
设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能
两个经典实验的比较
1.T2噬菌体的增殖
(1)合成T2 噬菌体DNA 的模板：进入 大肠杆菌体内的T2 噬菌体的遗传物质。 (2)合成T2噬菌体DNA 的原料：大肠 杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成T2 噬菌体蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。
场所：大肠杆菌的核糖体。
核心归纳—步步高P51
吸 附 注 入
9
释 放
合成核酸 和蛋白质
装 配
核心归纳—步步高P51
2.噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节—— “保温”与“搅拌”
(1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中 放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。 (2)“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆 菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样会造成沉淀物中 放射性偏高。
核心归纳—步步高P51
3.噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题
(1)病毒营寄生生活，T2 噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其 他细菌。
(2)标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这 样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖 活细胞生存。
【判断正误】—步步高P51
(1)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解( )
(2)为获得放射性标记的T2 噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养 基培养噬菌体( )
(3)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点 ( )
①中培养时间过长或过短有关 实验2 与细菌
C.实验中c含有放射性与过程④ 混合培养
中搅拌不充分有关 用32P 标记噬菌体
D.该实验证明了RNA 是遗传物质
典题应用—步步高P51
3.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实
4. 理 论上，b和c中不应具有放 射性 B.实验中b 含少量放射性与过程
实 验 1 与细菌
混合培养 ①
用35S 标记噬菌体
上清液a
沉淀物b
上清液c 沉淀物d
验，过程如图所示。下列有关分析正确的是
搅拌后 离心 ②
搅拌后
离心
④
③
【题后归纳】—步步高P52
使用不同元素标记后子代放射性有无的判断
细菌 → 提供原料，子代中都含有放射性
标记DNA 和蛋白 14C 、3H→质，部分子代中
含有放射性
→32P→ 标 记DNA, 部 分 子 代中含有放射性
噬 二 看 菌 → 标记 一 体 元 素
标记蛋白质，子代 中不含有放射性
一看 标记— 生物
35S→
典题应用—步步高P51
4.用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌，经短时间的保温培养、充 分搅拌和离心处理后，下列预期的实验结果中，错误的是
A.用含3H 标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放 射性
B. 用未标记的噬菌体侵染14C 标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性 C.用含32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液和沉淀物中可能均 有放射性
D.用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
噬菌体侵染细菌的实验
通过赫尔希和 蔡斯的实验， 现在你清楚噬 菌体侵染细菌 的步骤了吗
合成
利用细菌的化学成分、 酶系统和核糖体合成 出噬菌体的DNA、
蛋白质
组装
新合成的DNA、 蛋白质组装成很 多噬菌体
吸附
噬菌体借尾丝吸 附在细菌表面
释 放
细菌解体，释 放出噬菌体
注入
把DNA 注入 到细菌细胞
只
有
DNA
是遗传物质吗
左：正常烟叶右：病叶
烟草花叶病毒 TMV
一蛋白质
— RNA
—
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
烟草花叶病毒的示意图(左)和电镜照片(右)
RNA 是遗传物质的实验证据
1、 烟草花叶病毒感染烟草的实验：烟草花叶病毒组分单独侵染烟草实验
(1)实验过程及现象
不能得到病毒
RNA
蛋白质 分别侵染健康烟草植株 不患病
患病
是烟草花叶病毒的遗传物质，
得到全新病毒
蛋 白 质不是烟草
花叶病毒的遗传物质。
(2)实验结论：
RNA
RNA
蛋白质
RNA 是遗传物质的实验证据
2、烟草花叶病毒(TMV) 重建实验
分离
TMV A型 A 型的RNA
分离
TMV B型 B 型的RNA
A 型的
蛋白质
重组
病毒感染
型的RNA
结论：TMV 的遗传物质是RNA。
B型的
蛋白质
子代
B型的RNA
A型的 蛋白质
B B 型的 蛋白质
烟草叶病斑
RNA也可作为遗传物质
RNA 病毒还有：
表 面S蛋 白
M蛋 白
血凝素-酯酶蛋白
囊 膜
RNA、N蛋 白
E 蛋 白
新冠病毒 艾滋病毒 流感病毒
●●●●●●
SARS 病毒
生物类型 所含核酸 遗传物质
举例
细胞生物 真核生物 DNA和RNA DNA
动物、植物、真菌
原核生物
细菌、蓝细菌
非细胞生物 DNA病毒 DNA DNA
T2噬菌体
RNA数病毒 RNA RNA
艾滋病病毒、新型冠状病毒
判别生物体内核酸的种类及遗传物质
DNA 是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是DNA ,只有极少数
生物的遗传物质是RNA 。因 此 ，DNA 是主要的遗传物质。
核心归纳—步步高P52 1.DNA 是主要的遗传物质的理解
(1)细胞内既有DNA, 又 有RNA, 其遗传物质是DNA。
(2)病毒只含有一种核酸：DNA 或RNA, 含有哪种核酸，该核酸就是 该病毒的遗传物质。
(3)DNA 是主要的遗传物质是对所有生物来说的，而某种生物的遗传 物质是唯一的。
(4)并不是所有的核酸都能作为遗传物质，如细胞生物中的RNA。
标记DNA 、RNA的特定碱基， 依据其是否被消耗确定该病 毒的遗传物质——消耗“T” 为DNA, 消耗 “U” 为RNA
分别标记病毒组成物质—— 核酸、蛋白质中的特有元素
核心归纳—步步高P52
2.遗传物质的探索思路
将 一 种病毒的核酸与另 一 种病毒的蛋 白质外壳重新组合，得到杂种病毒， 再用杂种病毒侵染宿主细胞
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 一 种物质
确认是DNA 还是RNA
确认病毒中 哪类分子起 遗传作用
减法
原理
同位素 标记技 术
病毒重
组技术
方法
【判断正误】—步步高P52
(1)真核生物的遗传物质是DNA( )
(2)原核生物的遗传物质是RNA( )
(3)细胞核内的遗传物质是DNA, 细胞质内的遗传物质是RNA( )
(4)DNA 是酵母菌的主要遗传物质( )
典题应用 — 步步高P52
5.下列关于生物的遗传物质的说法，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.艾弗里的肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA 是 主要的遗传物质
典题应用—步步高P52
6.烟草花叶病毒(TMV) 和车前草病毒(HRV) 都能感染烟叶，但二者引起的
病斑不同，如图甲。将TMV 的遗传物质和蛋白质分离，并分别感染健康 烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形 成“杂种病毒”,然后感染健康烟叶，如图丙。依据实验，下列推论正

a 病 斑 b病 斑
甲 丙
TMV 的 蛋
白质外壳
蛋白质外壳
遗传物质
感染烟叶
确的是
TMV
感染烟叶
0
0
0
0
TMV 的
遗传物质
感染烟叶
0
0
0
0
杂种病毒
感染烟叶
HRV
感染烟叶
TMV 的 蛋 白质外壳 HRV 的 遗 传物质
蛋白质外壳 遗传物质
o o g
0000
a 病 斑 b病斑
甲
A.图甲实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶
B.图乙实验结果说明TMV 的蛋白质外壳能感染烟叶 C. 图丙实验结果是烟叶被感染，并且出现b病斑
D.杂种病毒产生的子代具有TMV 的蛋白质外壳
TMV的蛋 白质外壳
感染烟叶
TMV的
遗传物质
感染烟叶
0
0
0
0
典题应用—步步高P52
杂种病毒
感染烟叶
TMV
感染烟叶
0
0
0
0
HRV
感染烟叶
TMV的蛋 白质外壳 HRV的遗 传物质
蛋白质外壳 遗传物质
蛋白质外壳 遗传物质
6000

丙
yo
已经加热致死
的S型细菌含有 转化因子
DNA才是使R型 细菌产生稳定遗 传变化的物质
DNA 才是噬菌 体的遗传物质
RNA 是烟草花叶 病毒的遗传物质
格里菲思的
肺炎链球菌 转化实验
艾弗里的肺 炎链球菌转 化实验
噬菌体侵染 细菌的实验
网络构建
DNA
据 绝大多 数生物
遗传物质 少数病毒
烟草花叶病毒侵
染烟草的实验
DNA
是主 要 的 遗传 物质
结 → 论 结 论 结 论 结论
结 论
证 据
RNA
证
练习与应用—教材47
1.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有菌体的DNA 进人细菌的细胞中，噬 菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量菌体 却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质 外壳的来源。
大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息， 以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
练习与应用—教材47
2.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA 作为 遗传物质所具备的特点。
能够准确地自我复制；
能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程； 具有储存遗传信息的能力；
结构比较稳定；等等

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