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(共32张PPT)
第1节 D NA
是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
能贮存大量的遗传信息
能准确的复制,可以传递给下一代
可以控制生物的性状
作为遗传物质可能具备的特点:
④具有相对稳定的结构
一、对遗传物质的早期推测
？
蛋白质是生物体的遗传物质
DNA是生物体的遗传物质
DNA
是遗传物质
1928年 格里菲思 ——肺炎链球菌体内转化实验
1944年 艾弗里——肺炎链球菌体外转化实验
1952年 赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验
经典实验
实验材料：
S型和R型肺炎链球菌
多糖类荚膜
R型细菌
无荚膜，无毒
菌落:粗糙
S型细菌
有荚膜，有毒，可致死
菌落:光滑(Smooth)
二、肺炎链球菌的转化实验
(Rough)
（一）格里菲思 肺炎链球菌体内转化实验
（1）第一组、第二组实验的作用是什么？
（2）第二组中，从死亡的小鼠体内分离出S型活细菌，说明什么？
（3）如何解释第三组的实验结果？
对照实验
使小鼠死亡的确实是S型活细菌
加热可看作是灭菌，使S型活细菌死亡，因此不具有毒性
（一）格里菲思 肺炎链球菌体内转化实验
（4）根据第一组和第三组的实验结果，预测第四组的实验结果。
（一）格里菲思 肺炎链球菌体内转化实验
R型活细菌
S型活细菌
（有荚膜，有致病性）
S型死细菌
某种活性物质
推断：已经被加热致死的S型细菌中，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质—— 。
转化因子
可以控制生物的性状
可以复制，并能传递给下一代
（一）格里菲思 肺炎链球菌体内转化实验
（二）艾弗里 肺炎链球菌体外转化实验
第一组
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
+
第二至四组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
混合
第五组
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
+
混合
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
S型细菌
R型细菌
S型细菌
R型细菌
只长R型细菌
结果：
结论：
大部分糖类、
蛋白质和脂质
不是转化因子
蛋白质、
RNA和脂质
不是转化因子；
① DNA的水解产物不是转化因子；
② DNA就是转化因子；
总结：
(1)DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(2）蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（二）艾弗里 肺炎链球菌体外转化实验
该实验的设计遵循哪些实验原则？其巧妙之处是什么？
遵循单一变量原则和对照原则。
其巧妙之处在于：运用“减法原理”（P46），即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。
R型细菌
与常态相比，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，这利用了“减法原理”。
加法原理
减法原理
在对照实验中控制自变量，可以采用“加法或减法原理”；
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”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，利用了“加法原理”；
（一）T2噬菌体的结构
元素组成:
C、H、O、N、P
元素组成：
C、H、O、N、S
三、噬菌体侵染细菌的实验
（一）T2噬菌体的增殖特点
吸附
注入
合成
组装
释放
三、噬菌体侵染细菌的实验
C、H、O、N、S
（二）实验原理和方法
1.实验设计思路：
2.实验方法：
蛋白质的组成元素：
D N A 的组成元素：
C、H、O、N P
（标记35s ）
（标记32p）
如何标记噬菌体？
把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用
放射性同位素标记法
三、噬菌体侵染细菌的实验
在分别含有放射性同位素35s和32p的培养基中培养大肠杆菌
分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含35s的噬菌体和
含32p 的噬菌体
大肠杆菌中的氨基酸、脱氧核苷酸分别带上35s、32p
噬菌体中的蛋白质外壳、DNA分别带上放射性标记
（二）实验原理和方法--标记噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验
35s标记
32P标记
（二）实验原理和方法--标记噬菌体
三、噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
侵染
噬菌体将遗传物质
注入大肠杆菌
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.用标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
亲代噬菌体
搅拌
使吸附在大肠杆菌外
的噬菌体与细菌分离
离心
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
大肠杆菌
子代噬菌体
2.保温、搅拌、离心
噬菌体未注入到大肠杆菌的部分
“保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。
三、噬菌体侵染细菌的实验
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
35S标记的噬菌体
：
上清液放射性很高，
沉淀物放射性很低。
上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高。
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
32P标记的噬菌体
实验结论：
1、T2噬菌体侵染细菌时，将 DNA 注入细菌的细胞内， 蛋白质外壳留在仍留在外面。
2、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。
实验过程：
第一组
混合培养(保温)
搅拌后离心
（课本P45-图3-6）
实际：低
理论：无
沉淀物
原因？
搅拌不充分，少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
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
实验过程：
第二组
搅拌后离心
思考：保温时间对实验有何影响？
实际低
理论无
上清液
原因？
保温时间长
理论上
上清液
沉淀物
实际上
大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体也在上清液中
释放
含有32P的噬菌体还没有进入大肠杆菌
实际上
保温时间短
32P标记的一组，为什么上清液中出现了放射性？
思考·讨论
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？
个体小，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。
繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
思考·讨论
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？
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
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：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：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。
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，科学与技术是相互支持、相互促进的。
肺炎双球菌 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
结论以及各实验的关系
证明DNA是遗传物质，蛋白质不是。
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（蛋白质没有进入细菌体内）
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是主要的遗传物质？
三个经典实验对比
遗传物质的现代发现
只有DNA是遗传物质吗？
烟草花叶病毒
流感病毒
2019-nCoV
RNA是遗传物质的证明实验
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
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
：
RNA
蛋白质
烟草花叶病毒实验拓展--重建实验
TMV 2
RNA 2
蛋白质 2
蛋白质 1+RNA 2
TMV 2
TMV 1
RNA 1
蛋白质 1
蛋白质 2+RNA 1
TMV 1
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
：
出现病斑
出现病斑
不同生物的遗传物质
生物 细胞生物 非细胞生物 类型 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
实例 真菌、原生生物、所有动、植物 蓝细菌、细菌等 噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等 新冠病毒、HIV、SARS病毒、流感病毒、烟草花叶病毒等
核酸种类
遗传物质
结果 结论 DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
DNA
DNA
DNA
RNA
绝大多数生物是遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA
DNA是主要的遗传物质
格里菲思的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
小结

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