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主讲人：AiPPT
时间：20XX.XX
第一节
DNA是主要的遗传物质
苏教版必修2第二章·遗传的分子基础
染色体的主要成分是__________________。
染色体
蛋白质
DNA
DNA和蛋白质


究竟谁是遗传物质？
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）准确地复制并传递给下一代
（3）结构比较稳定等
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些
将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等。
思 考:
肺炎链球菌透射电镜照片
肺炎链球菌模式图
阅读课本P39页，思考：肺炎链球菌有哪些主要特征？
①肺炎链球菌是一种细菌，它结构简单、繁殖速度快，是生物学研究常用的实验材料。
②肺炎链球菌多数不致病，致病菌株
在菌体外一般有多糖构成的荚膜，
可引起人患肺炎，鼠患败血病。
肺炎链球菌作为实验材料，主要特征包括：
肺炎链球菌的类型
R型活细菌：
菌体 荚膜;
菌落表面 ;
毒性
S型活细菌：
菌体 荚膜;
菌落表面 ;
毒性
有
光滑
有
粗糙
无
无
荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
实验过程 实验结果 实验结论
①S型活细菌
小鼠
②R型活细菌
小鼠
③加热杀死的S菌
小鼠
死亡
存活
存活
S型活细菌 .
R型活细菌 .
加热杀死的S菌 .
死亡
加热杀死的S型菌中含有某种“转化因子”，将部分R型活菌转化为S型活菌。
一、格里菲斯的肺炎链球菌转化实验
这种性状的转化是可遗传的。
④加热杀死的S菌
R型活菌
小鼠
混合
有毒性
无毒性
无毒性
被加热杀死的S型活细菌中可能含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，而且这种转化是可以遗传的。
“谁在转化实验中起作用”“转化因子”是什么？
实验结论
R
+
S
活R
死S
小鼠死亡
S
活S
S中的转化因子
一、格里菲斯的肺炎链球菌转化实验
如何研究“转化因子”的化学本质呢？
（1）实验方法：
设法将S菌的DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用。
艾弗里分别提纯S型细菌的 DNA、RNA和蛋白质等物质，分别与R型细菌混合培养，观察培养基中的菌落种类。
结果发现使R型细菌转化为S型细菌，并不需要S型细菌的完整细胞。
（2）设计思路：
三、艾弗里的肺炎链球菌转化实验
化学分析法
蛋白质
脂质
DNA
S型细菌
多糖
+R型
R型
R型
R型
R型
+R型
+R型
+R型
DNA+DNA酶
R型
+R型
R型
+R型
RNA
+S 型（ ）
少量，转化率很低
三、艾弗里的肺炎链球菌转化实验
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
三、艾弗里的肺炎链球菌转化实验
第一组：
第二至四组：
第五组：
实验结果可推测除去的大部分糖类、蛋白质和脂质不是转化因子；
①蛋白酶、RNA酶和脂酶可水解细胞提取物中剩余的少量蛋白质、RNA和脂质；
②三组实验结果可推测蛋白质、RNA和脂质不是转化因子；
DNA酶可水解除去细胞提取物中的DNA，该组实验结果可推测：
① DNA的水解产物不是转化因子；
② DNA就是转化因子；
三、艾弗里的肺炎链球菌转化实验
实验结果
基因重组
R型细菌转化为S型细菌的本质：
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
重组
R型细菌转化成S型细菌
注意：只是少数R型细菌转化为S型细菌
三、艾弗里的肺炎链球菌转化实验
项目 肺炎链球菌体内转化实验 肺炎链球菌体外转化实验
科学家
培养细菌 体内培养 体外培养
巧妙构思 用加热杀死的 和 活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用 特异性地去除S型细菌细胞提取物中的一种物质，然后培养R型活菌，看能否发生转化
观察指标
实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种促使R型活菌转化为S型活菌的活性物质——“ ” 是S型细菌的遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质
联系 ①所用材料相同，都是 ； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，说明加热后杀死的S型细菌内含有 ，体外转化实验进一步说明 ； ③实验设计都遵循 原则 小鼠
培养基
转化因子
DNA
某种转化因子
“转化因子”是DNA
R型和S型肺炎双球菌
对照原则、单一变量
S型细菌
R型
酶解法
小鼠是否死亡及体内是否有活的S菌
培养基中菌落类型
格里菲思
艾弗里
比较两个肺炎链球菌转化实验
赫尔希 蔡斯
艾弗里实验的不足之处又是什么呢？有没有更有说服力的实验呢？
四、T2噬菌体侵染细菌实验
认识T2噬菌体和细菌
四、T2噬菌体侵染细菌实验
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，头部内含有DNA。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。
T2噬菌体
DNA
蛋白质外壳
四、T2噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体如何侵染大肠杆菌？
四、T2噬菌体侵染细菌实验
①噬菌体借尾丝吸附在细菌表面。
②把DNA注入到细菌细胞。
③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。
④新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体。
⑤细菌解体，释放出噬菌体。
(1)合成子代病毒的模板：
亲代噬菌体病毒的DNA
(2)合成子代病毒DNA的原料：
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
(3)合成子代病毒蛋白质外壳的原料及场所：
原料：大肠杆菌的氨基酸
场所：大肠杆菌的核糖体
想一想
四、T2噬菌体侵染细菌实验
35S、32P
DNA
蛋白质
（C、H、O、N、P）
（C、H、O、N、S）
为什么选择35S和32P这两种元素，分别对蛋白质和DNA作标记？用14C和18O同位素标记可行吗？
标记
特征
元素
四、T2噬菌体侵染细菌实验
1. 实验方法：
放射性同位素标记法
思考：怎样用同位素分别对噬菌体的DNA和蛋白质做标记？
01
用分别含有35S 和32P的培养基培养细菌；
02
用噬菌体分别侵染上述被标记的细菌；
活细胞
寄生
四、T2噬菌体侵染细菌实验
说明蛋白质未进入大肠杆菌
四、T2噬菌体侵染细菌实验
2. 实验过程
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中不含32P
（让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌）
32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
搅拌
离心
(使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离)
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
子代噬菌体中含32P
（让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌）
32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
搅拌
离心
四、T2噬菌体侵染细菌实验
2. 实验过程
(使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离)
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
子代噬菌体有无放射
蛋白质
很高
DNA
很低
无
有
很高
很低
4. 实验结论：
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。
四、T2噬菌体侵染细菌实验
3. 实验结果
用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经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
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
（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？
搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。
四、T2噬菌体侵染细菌实验
4. 拓展延伸
（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？
培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；
培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。
用35S标记噬菌体与大肠杆菌混合
经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
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
4. 拓展延伸
四、T2噬菌体侵染细菌实验
有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA, 只含有蛋白质和RNA。 在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。
流感病毒
艾滋病病毒
SARS病毒
五、RNA是某些病毒的遗传物质
蛋白质
RNA
分别感染正常烟草
患病
不患病
子代TMV
不能得到病毒
烟草花叶病毒感染烟草实验
TMV
实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
五、RNA是某些病毒的遗传物质
TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验
实验结论：RNA是烟草花叶病毒及车前草病毒的遗传物质。
五、RNA是某些病毒的遗传物质
绝大多数生物以DNA为遗传物质
凡是有DNA的生物
凡是细胞结构的生物
极少数生物没有DNA，只有RNA一种核酸，则RNA是遗传物质，如烟草花叶病毒、艾滋病病毒HIV、大多数流感病毒等
在真核生物的细胞中，既有DNA，也有RNA，它们都是遗传物质吗？科学家经过深入研究发现，真核生物细胞中的遗传物质是DNA，不是RNA。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
六、DNA是主要的遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
2、烟草的遗传物质是什么？
DNA
1、动物和人体的遗传物质是什么？
4、细菌的遗传物质是什么？
5、一切生物的遗传物质是什么？
6、病毒的遗传物质是什么？
核酸
3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
RNA
六、DNA是主要的遗传物质
实验
肺炎链球菌体内转化实验
（格里菲斯 1928）
肺炎链球菌体外转化实验
（艾弗里等 1944）
噬菌体侵染细菌实验
（赫尔希和蔡斯 1952）
烟草花叶病毒实验
RNA是RNA病毒的遗传物质
DNA是遗传物质
“转化因子”是DNA
DNA是遗传物质
存在“转化因子”
结论
最终结论：DNA是主要的遗传物质
1. 下列有关格里菲斯实验的叙述错误的是 （ ）
A. 注射S型活细菌，小鼠死亡
B. 被加热杀死的S型细菌毒性丧失
C. R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射，小鼠死亡
D. 加热杀死的S型细菌的遗传物质已经不具有活性
D
2. 艾弗里将从S型活菌中提取的DNA，用DNA酶处理后，再与R型活菌混合培养，结果发现培养基上仅有Ｒ型菌生长。 设置本实验步骤的目的是（　　）
A. 证明R型细菌生长不需要DNA
B. 与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照，以从反面证明DNA是遗传物质
C. 补充R型菌生长所需的营养物质
D. 直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化的因素
B
3. 下列关于肺炎链球菌转化实验的相关叙述正确的是( )
A. 格里菲斯体内转化实验证明了转化因子是DNA
B. 艾弗里体外转化实验证明了DNA是生物体的主要遗传物质
C. 艾弗里体外转化实验因缺乏对照组，故仍有人对实验结论表示怀疑
D. S型死细菌与R型活细菌混合注入小鼠体内，能从死亡小鼠体内提取出两种肺炎链球菌
D
4. 下列有关噬菌体侵染细菌的实验的叙述不正确的是（ ）
A. 把DNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质的作用
B. 用DNA中含32P或蛋白质中含35S的T2噬菌体，分别感染未标记的细菌
C. 子噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，不能检测到 35S标记的蛋白质
D. 亲、子代噬菌体间具有连续性的物质只有DNA，DNA是主要的遗传物质
D
5. 1952年赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术，进行了“噬菌体侵染细菌的实验”。下列相关叙述正确的是 ( )
A. 用32P和35S分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA
B. 用35S标记T2噬菌体，侵染、离心后35S主要存在于沉淀物中
C. 合成子代噬菌体的蛋白质外壳所需原料由大肠杆菌提供
D. 该实验证明了DNA是主要的遗传物质
C
6. 青蛙、酵母菌、细菌、噬菌体和烟草花叶病毒的遗传物质分别是（ ）
A. DNA、RNA、RNA、DNA、RNA
B. DNA、DNA、RNA、DNA、RNA
C. DNA、DNA、DNA、DNA、RNA
D. DNA、DNA、DNA、RNA、RNA
C
本 课 结 束

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