第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
在发现减数分裂后，人们知道遗传与染色体有关。20世纪科学家发现染色体主要由蛋白质和DNA组成，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
阅读课本42-43页的相关内容，解决以下问题

1，20世纪20年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？
2, 20世纪30年代，人们的观点是什么？为什么？
认为蛋白质是遗传物质，因为蛋白质是由多种氨基酸按照不同的方式排列连接而成的生物大分子
认识到DNA时由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，但是对DNA分子的结构没有清晰了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？
必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。
肺炎双球菌
二、肺炎双球菌的转化实验
？
细菌
1、选材
活体生物、结构简单、繁殖速度快
（一）、1928年格里菲思----体内实验
（1）将R型活菌注入小鼠体内
一段时间后
2、实验过程
(2)将S型活菌注入小鼠体内
一段时间后
（3）将杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
（4）将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内
一段时间后
R型细菌
3、实验结论：加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子
肺炎双球菌内到底哪种成分是转化因子呢？？？
（二） 1944年艾弗里------体外转化实验
1、实验过程：

多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物
R R R R R S R
S型细菌
DNA的纯度越高，转化就越有效.故转化因子是DNA.-----转化因子即遗传物质。

疑问：
由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。
那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？
设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用。
三、T2噬菌体侵染细菌实验
资料：
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。
DNA的元素组成：
蛋白质的元素组成：
C. H. O. N. P
C. H. O. N. S
1、噬菌体的模式图
赫尔希和蔡斯的实验：
［过程探究3］赫尔希和蔡斯的实验：
2、实验过程：
蛋白质含35S
的噬菌体
+细菌
(未标记)
上清液(含T2噬菌体颗粒)
沉淀(含被感染的细菌和新形成的噬菌体)
说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质
--含放射性物质35S
--未检测到35S
②用放射性同位素32P标记噬菌体的内部DNA
DNA含32P
的噬菌体
+细菌
(未标记)
(T2噬菌体颗粒)
新形成的噬菌体中
说明DNA进入到细菌内去了
--未检测到32P
--检测到32P
搅拌离心
3、结论
DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
4、噬菌体细菌的过程
噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？
是在亲代噬菌体的DNA作用下，利用细菌的原料等条件在细菌体内的增殖的。
子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
子代噬菌体的DNA是亲代噬菌体DNA自我复制形成的，蛋白质是在亲代噬菌体DNA指导下合成的。

[思维激活 (1)为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来
培养T2噬菌体？
提示　因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。
(2)能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
提示　不能，因为DNA和蛋白质都含C和O。不能用32P和35S同时标记噬菌体。
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量放射性，原因是：
1．上清液和沉淀物都有放射性的原因
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液中。实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
5、研究方法：
同位素标记法
借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。
6、实验思路：将DNA和蛋白质等物质区分开，直接、单独的观察各自作用。
DNA是唯一的遗传物质吗？
TMV（烟草花叶病毒）
蛋白质外膜
RNA
侵染
烟草叶
引起
病症
HRV（车前草病毒）
蛋白质外膜
RNA
侵染
引起
病症
烟草叶
＋
RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
五、烟草花叶病毒TMV感染实验
思考:要作为遗传物质需要些什么条件?
3）能够指导蛋白质的合成 ，从而
控制新陈代谢过程和性状
4）能够产生可遗传的变异
1）分子结构具有相对的稳定性
2）能够自我复制，使前后代保持
一定的连续性
综合这些实验可以得出：
DNA是生物体的主要遗传物质。
1、原核生物、真核生物体内DNA和RNA均有，但只有DNA是遗传物质。
2、少数生物（少数病毒）体内只有RNA一种核酸，故RNA是遗传物质。
总结
因此DNA是主要的遗传物质。
生
物
界
细
胞
生
物
非
细
胞
生
物
RNA病毒:艾滋病病毒(HIV逆转录)、
流感病毒（如禽流感，猪流感，
现称甲型H1N1病毒，逆转录）、
SARA（不逆转录）毒、登革热病毒、
甲肝病毒、烟草花叶病毒及类病毒等
噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
原核生物:细菌、支原体、衣原体、
蓝藻、放线菌等
真核生物:植物、动物、原生生物、真菌
遗传物质是RNA
遗传物质是DNA
朊病毒:蛋白质
DNA的分布
（所以说，染色体是DNA的主要载体）
例：紫茉莉叶色的遗传
几个概念
遗传
变异
细胞核遗传
细胞核中的遗传物质所控制的遗传现象叫细胞核遗传。(遵循孟德尔的遗传规律）
细胞质遗传
细胞质中的遗传物质所控制的遗传现象叫细胞质遗传。(不遵循孟德尔的遗传规律）
练习：1、病毒的遗传物质是（ ）
人的遗传物质是（ ）
A、DNA B、RNA
C、DNA和RNA D、DNA或RNA
D
A
2 如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为
A．在外壳中找到15N和35S　
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
B
3、判断题：（若是错误的，指出错处）
(1)由于染色体位于细胞核内，所以生物的遗传就是
指细胞核遗传。
(2). 噬菌体侵染细菌的时候，整个进入细菌的体内，其
蛋白质和DNA共同进行子代噬菌体的复制。
(3).人的细胞中既有DNA也有RNA，因此DNA和RNA都
是人的遗传物质。
(4).DNA的载体只有染色体。
（X）
（X）
（X）
（X）
4 科学家利用“同位素标记法”搞清了许多化学反应的详细过程。下列说法正确的是 (　　)。
A．用14C标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转
移途径
B．用18O标记H2O和CO2有力地证明了CO2是光合作用的原料
C．用15N标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化
规律
D．用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌，证明了DNA是
遗传物质
解析　用18O分别标记H2O和CO2，用来探究光合作用释放的氧气的来源；分裂期染色体形态和数目的变化规律不能用15N来标记观察；32P是DNA的特征元素，即用32P标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质。
答案　A
5．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌　②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌　③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌　④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌. 一段时间后离心，检测到放射性的主要部位是
A.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液B．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 C．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液D．沉淀、沉淀、沉淀、沉淀和上清液
D
6．赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液
混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述不正确的是 (　　)
A．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也不排除有少量
放射性
B．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降
低
C．本实验的目的是单独研究DNA在遗传中的作用
D．本实验说明了DNA在亲子代之间传递具有连续性
B
谢 谢！