1、第第1节节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第3章 基因的本质思考讨论如何复活恐龙？染色体主要由 和 组成。在这两种物质中，究竟哪一种物质是遗传物质呢？蛋白质DNA一、对遗传物质的早期推测1 20世纪20年代（1）观点：是生物体的遗传物质。（2）理由：它是大约20种的组成的。氨基酸有多种的_，可能蕴含有_。排列顺序蛋白质氨基酸遗传信息氨基酸氨基酸肽链肽链蛋白质蛋白质脱水缩合盘曲折叠（一条或多条）（一条或多条）蛋白质变性2 20世纪30年代（1）观点：_是遗传物质的观点占主导地位。（2）对DNA分子的认识：DNA分子是由许多_聚合而成的生物大分子。脱氧核苷酸有四种，化学组成包括_、碱基和_
2、。磷酸DNA脱氧核苷酸脱氧核糖一、对遗传物质的早期推测二、证明DNA是遗传物质的经典实验肺炎链球菌的转化实验1噬菌体侵染细菌的实验2烟草花叶病毒的感染和重建实验3实验1格里菲斯肺炎链球菌体的转化实验（体内）R型菌S型菌多糖类荚膜（具有保护作用）S、R型细菌的区别菌落荚膜毒性R型菌粗糙 荚膜 S型菌光滑 荚膜 无 有 无毒 有毒 加热杀死+混合格里菲思肺炎链球菌转化实验Q1：第一组第二组实验的作用是什么？Q2：第二组实验中，从死亡小鼠体内分离出S型活细菌说明了什么？Q3：如何解释第三组实验结果？Q4：依据第一组和第三组实验结果，预测第四组实验的结果。对照实验S型菌导致小鼠死亡加热使蛋白质变性，使
3、得S型菌死亡，失去致病性加热杀死+混合格里菲思肺炎链球菌转化实验（1）小鼠体内分离出的S型活细菌是怎样产生的?（2）分离出的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，说明什么？无毒性的R型细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌；这种性状的转化是可以遗传。实验结论？1234 步骤方 法现象结 论活死活R型活菌无毒S型活菌有毒加热杀死的S型菌无毒死（体内有S型活细菌）存在“转化因子”R型活菌S型活菌加热杀死 S型菌R型活菌+加热杀死S型菌实验1肺炎链球菌体的转化实验（体内）已经加热杀死的S型细菌中，可能含有某种物质使R型细菌转化为S型细菌的物质，该物质称为“转化因子”。思考1：S
4、型细菌的主要组成成分是什么？其中能使R型细菌转化为S型细菌的物质（转化因子）是什么呢？思考2：如何设计实验找出转化因子？设法将S型菌的各成分分开，分别观察各种成分的作用。蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶S型细菌的细胞提取物 分别与R型活细菌混合培养 R型 S型 R型 S型 R型 S型 R型 S型 R型实验2：艾弗里 肺炎链球菌转化实验（体外转化）S型S型S型S型思考与讨论思考与讨论在实验中设置在实验中设置酶处理的目的酶处理的目的是什么？是什么？（1）S型菌的_能使R型菌发生转化。（2）S型菌的_等其他物质不能使R型菌发生转化。（3）结论：_是遗传物质，_和_不是遗传物质，_赋予了生物的_。DN
5、A蛋白质DNA遗传特性蛋白质多糖DNA实验2：艾弗里 肺炎链球菌转化实验（体外转化）实验结论 体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验者实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌培养细菌用小鼠（体内）用培养基（体外）实验原则实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌提取物及加酶处理的实验组的相互对照实验结果实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA酶处理后不会使R型细菌转化实验结论实验结论S型细菌体内有“转化因子”DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质两个实验两个实验的联系的联系(1)所用材料相同，都是肺炎链球菌：R型和S型。(2)体内转化实验
6、是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。(3)两实验都遵循对照原则对照原则、单一变量原则单一变量原则。是由于S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，实现了基因的重新组合。转化的实质 热变性热变性：已知在80100温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏。复性：复性：但当温度降低到55 左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：加热杀死的S型细菌中的“转化因子”可能是DNA，而不是蛋白质。蛋白质的变性和DNA的变性不同实验中，自变量分别是什么？不同实验中，实验组和对照组分别是什么？不同实验中，因变量分别是什么？
7、不同实验中，无关变量有哪些？1.自变量：在实验过程中_。2.因变量：随_的改变而变化的变量。3.无关变量：除_外，实验过程中可能还存在一些对实验结果_的可变因素。4.对照实验：除了一个因素以外，其余因素都_的实验。5.单一变量原则：在对照实验中，除了_外，其他变量都应当_。人为控制的对实验对象进行处理的因素自变量自变量造成影响保持一致自变量相同且适宜自变量在实验中人为改变的变量试管2 试管3 试管4 因变量随自变量变化而变化的变量 无关变量除自变量外，实验中对实验结果造成影响的变量 对照组 实验组 FeCl3肝脏研磨液过氧化氢分解速率1过氧化氢浓度2催化剂的用量3肝脏新鲜程度试管1试管2 试管
8、3试管4水浴加热比较过氧化氢在不同条件下的分解速率的实验艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，如何改变自变量？“不同条件下H2O2分解”实验中，如何改变自变量？增加催化剂加入酶（专一性减少某种物质）加法原理 人为增加某种影响因素减法原理 人为减少某种影响因素改变自变量改变自变量检测因变量检测因变量控制无关变量控制无关变量除了一个因素以外，其他因素都保持一致的实验。其他变量都应当相同且适宜。实验过程中只改变自变量。控制变量的重点是控制 。自变量有没有比细菌更简单的实验材料？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新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。二、证明DNA是遗传物
9、质的经典实验 乳头瘤病毒 烟草花叶病毒HIV噬菌体温故知新一个病毒含有几种核一个病毒含有几种核酸？酸？成分成分主要由蛋白质和核主要由蛋白质和核酸组成。酸组成。遗传遗传物质物质DNA或或RNA。生活生活方式方式只能寄生在活细胞只能寄生在活细胞内。内。病毒病毒能否在人工合成病毒能否在人工合成的培养基上生长？的培养基上生长？病毒DNA病毒：噬菌体、天花病毒、乙肝病毒RNA病毒：烟草花叶病毒、SARS 病毒、新冠病毒、HIV、所有流感病毒温故知新实验3.噬菌体侵染细菌的实验 成分只有蛋白质和DNA。仅能在大肠杆菌内繁殖。繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。T2噬菌体的模式图实验步骤实
10、验3.噬菌体侵染细菌的实验同位素标记法 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变，科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫同位素标记法。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S 等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O 等。同位素标记法蛋白质的组成元素：DNA 的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记 35S）（标记 32P）思考：如何获得被同位素标记的噬菌体？第一步：分别标记细菌第二步：分别标记噬菌体第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第四步：分析实验结果，得出结论实验3.
11、噬菌体侵染细菌的实验培养大肠杆菌培养T2噬菌体噬菌体-蛋白质（35S）32P35S培养大肠杆菌培养T2噬菌体大肠杆菌（32P）噬菌体-DNA（32P）大肠杆菌（35S）实验3.噬菌体侵染细菌的实验实验步骤被35S标记的噬菌体与细菌混合被32P标记的噬菌体与细菌混合搅拌保温培养一段时间后实验3.噬菌体侵染细菌的实验实验步骤35S标记组32P标记组实验3.噬菌体侵染细菌的实验分分 组组结结 果果结果分析结果分析含含35S噬菌体噬菌体细菌细菌上清液中放射性很高：上清液中放射性很高：35S主要分布在主要分布在上清液上清液中，中，宿主细胞内无宿主细胞内无35S。含含32P噬菌体噬菌体细菌细菌沉淀物中放射
12、性很高，沉淀物中放射性很高，上清上清液中几乎无液中几乎无32P：32P主要分主要分布在宿主细胞内布在宿主细胞内35S蛋白质外壳蛋白质外壳未进入未进入宿主细胞宿主细胞留在外面留在外面32PDNA进入了进入了宿宿主细胞内主细胞内说明：病毒在侵染过程中，是DNA进入细胞，子代噬菌体的性状，通过DNA遗传。即：DNA才是噬菌体的遗传物质。35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体大肠杆菌细胞外大肠杆菌细胞内子代噬菌体结论放射性高无放射性无放射性放射性高放射性低有放射性蛋白质没有进入细菌细胞DNA进入到细菌的细胞中DNA才是真正的遗传物质噬菌体侵染细菌的动态过程噬菌体侵染细菌的动态过程 组装 合成 注入 吸附
13、 释放侵入别的细菌（1）实验中两次使用大肠杆菌培养液，这两次有什么不同？（2）噬菌体与大肠杆菌混合后为什么要短暂保温？（3）保温时间过长或过短，会有怎样的后果？第一次使用大肠杆菌培养液是分别被标记的大肠杆菌培养液，用于标记噬菌体；第一次使用大肠杆菌培养液是分别被标记的大肠杆菌培养液，用于标记噬菌体；第二第二次使用大肠杆菌培养液是未标记的大肠杆菌培养液，保证后续检测中的放射次使用大肠杆菌培养液是未标记的大肠杆菌培养液，保证后续检测中的放射性完全来自噬菌体中的放射性，不再有大肠杆菌的干扰。性完全来自噬菌体中的放射性，不再有大肠杆菌的干扰。保温是为了让噬菌体充分侵染大肠杆菌保温是为了让噬菌体充分侵染
14、大肠杆菌两组放射性都出现在上清液中。两组放射性都出现在上清液中。（4）实验中搅拌的目的是什么？答案答案使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离开来。使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离开来。（5）实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？答案答案离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。误差分析 （6）为何在35S标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性？在在3535S S标记的标记的实验实验组，沉淀物中会含有较低的放射性组，沉淀物中会含有较低的放射性因为因为搅拌
15、不充分搅拌不充分，噬菌体吸附，噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开。在大肠杆菌表面没有分开。（7）为何在35P标记的组，上清液中会含有较低的放射性？在在3232P P标记的组，上清液中会含有较低的放射性标记的组，上清液中会含有较低的放射性因为因为保温时间过长或过短保温时间过长或过短。时间过。时间过短噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌，时间过长噬菌体使细菌裂解，被释放出来了。短噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌，时间过长噬菌体使细菌裂解，被释放出来了。DNA是唯一的遗传物质吗？流感病毒烟草花叶病毒+RNA酶病毒RNARNA蛋白质实验4.烟草花叶病毒感染实验TMV ATMV B结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
16、。三、各类生物的遗传物质生物种类动物植物细菌真菌病毒DNA病毒RNA病毒遗传物质是DNA遗传物质是RNA结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA。所以 说DNA是主要的遗传物质。大多数生物以_为遗传物质，少数生物以_为遗传物质，所以_是一切生物的遗传物质，_是主要的遗传物质。蛋白质_（是，不是）遗传物质。DNARNA核酸DNA不是DNA是主要的遗传物质遗传物质必须具备的特点（1）在生长和繁殖过程中能精确的复制自己（2）具有存储巨大遗传信息的能力（3）分子结构相对稳定（4）能指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢三、各类生物的遗传物质1噬菌体外壳的合成原料直接来自于（）A细菌 B噬菌体C原噬菌体外壳降解 D环境A 2“DNA是主要的遗传物质”是指（）A遗传物质的主要载体是染色体 B大多数生物的遗传物质是DNAC细胞里的DNA大部分在染色体上 D染色体在遗传上起主要作用B 3肺炎链球菌的转化实验，不能证明的是（）ADNA是遗传物质 B DNA控制蛋白质的合成C蛋白质不是遗传物质 D染色体是遗传物质的主要载体D 4用噬菌体去感染体内含32P的细菌细胞，在细菌解体后含32P的是（）A子代噬菌体DNA B子代噬菌体所有部分C子代噬菌体蛋白质外壳 D子代噬菌体不含32PA
