1、1903年萨顿研究蝗虫的年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程精子和卵细胞形成过程1910年摩尔根进行年摩尔根进行果蝇杂交实验果蝇杂交实验提出假说：基因在提出假说：基因在染色体上染色体上找到基因在染色体找到基因在染色体上的实验证据上的实验证据1866年孟德尔的年孟德尔的豌豆杂交实验豌豆杂交实验发现了遗传因子发现了遗传因子 （基因）（基因）基因究竟是什么物质呢？基因究竟是什么物质呢？假说假说演绎演绎类比推理类比推理假说假说演绎演绎探究：什么是遗传物质探究：什么是遗传物质?第三章第三章 基因的本质基因的本质 第第1 1节节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质2020世纪中叶，科学家发现：世纪中叶
2、，科学家发现：染色体主要由蛋白质和染色体主要由蛋白质和DNA组成。组成。DNA蛋白质蛋白质氨基酸多种多样的排列氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传顺序，可能蕴含着遗传信息。信息。没发现其他大分子有类没发现其他大分子有类似的结构特点似的结构特点。2020世纪世纪2020年代年代蛋白质是生物体的蛋白质是生物体的遗传物质。遗传物质。对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测 2020世纪世纪3 30 0年代年代人们认识到人们认识到DNA是由许是由许多脱氧核苷酸聚合而成的多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子生物大分子意识到意识到DNA的重要性，但的重要性，但对对DNA结构没有清晰认识结构没有清晰认识。蛋
3、白质是遗传物质蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。的观点占主导地位。DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验格里菲思的肺炎链球菌格里菲思的肺炎链球菌体内体内转化实验转化实验艾弗里艾弗里的肺炎链球菌的肺炎链球菌体外体外转化实验转化实验格格里里菲菲思思艾艾弗弗里里赫尔希赫尔希蔡斯蔡斯S型菌落型菌落(光滑光滑)R型菌落型菌落(粗糙粗糙)S S型：型：菌落菌落表面光滑表面光滑，不被免疫系统识别，不被免疫系统识别，有多糖荚膜有多糖荚膜，使人患肺炎或小鼠得败血症，使人患肺炎或小鼠得败血症，有毒性有毒性。R型：型：菌落菌落表面粗糙表面粗糙，被免疫系
4、统识别，被免疫系统识别，没没有荚膜，无毒性有荚膜，无毒性。实验材料：实验材料：格里菲思肺炎链球菌体内转化实验格里菲思肺炎链球菌体内转化实验说明加热致死的说明加热致死的S型细菌无毒型细菌无毒说明说明S型细型细菌有毒菌有毒说明说明R型细型细菌无毒菌无毒说明说明R型细菌转型细菌转化成了化成了S型细菌型细菌注射注射R R型型活细菌活细菌小鼠不死亡第一组注射注射S S型型活细菌活细菌小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌第二组注射注射加热加热致死的致死的S S型型细菌细菌小鼠不死亡第三组小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌第四组将将R R型活细菌型活细菌与加热致死的与加热致死的S S型细菌混合型细菌混合后
5、注射后注射实验过程实验过程R 型活细菌型活细菌 +S 型死菌型死菌S 型活细菌型活细菌转化转化某种物质某种物质S 型活细菌型活细菌繁殖繁殖1.加热杀死的加热杀死的S型细菌含有型细菌含有某种促成某种促成R型活细菌转化成型活细菌转化成S型活细菌的型活细菌的转化因子转化因子。格里菲思的实验说明了格里菲思的实验说明了:究竟是什么物质呢究竟是什么物质呢?转化因子转化因子2.这种性状的转化是这种性状的转化是可以遗传可以遗传的。的。多糖脂质 蛋白质RNA DNA多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌要确定“转化因子”是什么，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。奥斯瓦
6、德奥斯瓦德西奥多西奥多艾弗里艾弗里艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验1.1.实验思路：实验思路：2.2.实验过程：实验过程：（破碎加热杀死的（破碎加热杀死的S S型细菌，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质）型细菌，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质）3.3.实验结论：实验结论：分离分离DNA才是使才是使R型型细菌产生稳定遗细菌产生稳定遗传变化的物质传变化的物质（转化因子）。（转化因子）。有有R R型型细菌的细菌的培养基培养基S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取物提取物第一组第一组+有有R R型型细菌的细菌的培养液培养液S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取液提取液第二至
7、四组第二至四组+混合混合混合混合有有R R型型细菌的细菌的培养液培养液S S型细菌型细菌的细胞的细胞提取液提取液第五组第五组+混合混合DNADNA酶酶蛋白酶（或蛋白酶（或RNARNA酶、酯酶酶、酯酶）S型细菌型细菌R型细菌型细菌S型细菌型细菌R型细菌型细菌只长只长R型细菌型细菌19521952年，年，赫尔希赫尔希和和蔡斯蔡斯以以T2噬菌体噬菌体为实验材料，利用为实验材料，利用放射放射性同位素标记性同位素标记的技术，完成了另一个有说服力的实验。的技术，完成了另一个有说服力的实验。思考：思考：有没有有没有更好的材料更好的材料、更好更好的方法的方法能够将能够将DNADNA和蛋白质分开，和蛋白质分开，
8、单独去观察它们的作用呢？单独去观察它们的作用呢？噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验1.1.实验者：实验者：赫尔希和蔡斯赫尔希和蔡斯2.2.实验材料：实验材料：T2噬菌体噬菌体 成分只有蛋白质和成分只有蛋白质和DNA 仅能在大肠杆菌内繁殖。仅能在大肠杆菌内繁殖。繁殖时，繁殖时，仅将遗传物质仅将遗传物质导入大肠杆菌导入大肠杆菌，其他物质保，其他物质保留在体外。留在体外。侵入别的细菌注入复制、合成吸附组装释放吸附吸附注入注入复制、合成复制、合成组装组装释放释放3.T23.T2病毒侵染细菌的过程：病毒侵染细菌的过程：3 3、DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？和蛋白质，应分别标记哪一种
9、元素？2 2、用什么方法确定导入细菌的物质？、用什么方法确定导入细菌的物质？1 1、要证明噬菌体里面蛋白质和、要证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：谁是遗传物质，只需证明：导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA 的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记（标记 35S）（标记（标记 32P）同位素标记法同位素标记法问题探讨问题探讨大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体4 4、怎样将、怎样将35S和和32P标记到噬菌体的标记到噬菌体的蛋白质蛋白质和和DNA上？上？35S标
10、记标记的噬的噬菌体菌体沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低?子代噬菌子代噬菌体中无体中无35S上清液放上清液放射性很高射性很高搅拌不充分搅拌不充分，有少量含，有少量含35S的噬菌体蛋白质外的噬菌体蛋白质外壳吸附在壳吸附在细菌上细菌上，随细菌离心到沉淀物中。，随细菌离心到沉淀物中。说明：说明：T2噬菌体噬菌体中的蛋白质中的蛋白质没有没有进入进入大肠杆菌。大肠杆菌。不能不能证明证明蛋白质蛋白质不是遗传物质。不是遗传物质。搅拌的目的搅拌的目的：使吸附在细菌上使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离的噬菌体与细菌分离离心的目的离心的目的：让让上清液上清液中析出中析出T2噬菌体颗粒，噬菌体颗粒，沉淀物沉淀物中中留下
11、被侵染的大肠杆菌留下被侵染的大肠杆菌32P标记标记的噬的噬菌体菌体沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高子代噬菌体子代噬菌体中含中含32P上清液放上清液放射性很低射性很低?保温时间过短，保温时间过短，部部分噬菌体还未侵染分噬菌体还未侵染大肠杆菌；大肠杆菌；保温时间过长，保温时间过长，部部分子代噬菌体已经分子代噬菌体已经释放。释放。说明：说明：T2噬菌体中的噬菌体中的DNA进入进入了大肠杆菌。了大肠杆菌。说明说明DNA是真是真正的遗传物质正的遗传物质2.2.实验实验能否用能否用32P和和35S同时标记噬菌体？同时标记噬菌体？不能，因为不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪放射性检测时只
12、能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性种元素的放射性；若用若用32P和和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉同时标记噬菌体，则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。淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。1.1.能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？不能，不能，噬菌体只能寄生在活细胞噬菌体只能寄生在活细胞中，不能在培养基上存活。中，不能在培养基上存活。思考思考.讨论讨论DNA是遗传物质是遗传物质1928年年 格里菲思格里菲思 体内转化实验体内转化实验1944年年 艾弗里艾弗里体外转化实验体外转化实验1952年
13、年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以都是以DNA作为遗传物质的。作为遗传物质的。思考：思考：只有只有DNA是遗传物质吗？是遗传物质吗？下面这些生物的遗传物质是什么？下面这些生物的遗传物质是什么？流感病毒流感病毒SARS病毒病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒新型冠状病毒新型冠状病毒分别侵染健康烟草植株分别侵染健康烟草植株患病患病不患病不患病得到全新病毒得到全新病毒不能得到病毒不能得到病毒烟草花叶病毒侵染烟草叶片实验烟草花叶病毒侵染烟草叶片实验实验结论：实验结论：烟草花叶病毒的
14、遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。【归纳】【归纳】不同生物体内遗传物质的区别不同生物体内遗传物质的区别生物类型生物类型核酸种类核酸种类遗传遗传物质物质实例实例有细胞结有细胞结构的生物构的生物真核生物真核生物DNA和和RNADNA玉米、小麦、人玉米、小麦、人原核生物原核生物乳酸菌、蓝藻乳酸菌、蓝藻无细胞结无细胞结构的生物构的生物DNA病毒病毒DNADNAT2噬菌体噬菌体RNA病毒病毒RNARNA烟草花叶病毒烟草花叶病毒DNA是是主要主要的遗传物质。的遗传物质。学习学习小结小结1.在肺炎链球菌转化实验中，将在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，
15、型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有()有毒的有毒的R型活细菌型活细菌 无毒的无毒的R型活细菌型活细菌有毒的有毒的S型活细菌型活细菌 无毒的无毒的S型活细菌型活细菌A B C DB2.肺炎链球菌转化实验是证实肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是关叙述正确的是()A.肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质是肺炎链球菌的遗传物质C.肺
16、炎链球菌的体外转化实验证明了蛋白质是肺炎链球菌的遗传物质肺炎链球菌的体外转化实验证明了蛋白质是肺炎链球菌的遗传物质D.粗糙型粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株A3.下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是（）A.加热杀死的加热杀死的S型细菌中型细菌中DNA全部失去活性全部失去活性B.加热杀死的加热杀死的S型细菌能使小鼠的体细胞发生转化型细菌能使小鼠的体细胞发生转化C.加入加入S型细菌的型细菌的DNA后，只有部分后，只有部分R型细菌转化成了型细菌转化成了S型细菌型细菌D.在转化过程中，加热杀死的在转化过
17、程中，加热杀死的S型细菌中的型细菌中的DNA没有进入没有进入R型活细菌型活细菌CD4.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下进行了以下4个实验个实验:S型细菌的型细菌的DNA+DNA酶酶加入加入R型细菌型细菌注射到小鼠体内注射到小鼠体内R型细菌的型细菌的DNA+DNA酶酶加入加入S型细菌型细菌注射到小鼠体内注射到小鼠体内R型细菌型细菌+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型细菌的型细菌的DNA注射到小注射到小鼠体内鼠体内S型细菌型细菌+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R型细菌的型细菌的DNA注射到小注射到小鼠体内鼠体内以上以上4个实验中小鼠存活的情况依次是个实验中小鼠存活的情况依次是()A.存活，存活存活，存活，存活存活，死亡死亡 B.存活存活，死亡死亡，存活存活，死亡死亡C.死亡死亡，死亡死亡，存活存活，存活存活 D.存活存活，死亡死亡，存活存活，存活存活
