第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
学习目标
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路
重点：
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
实验材料：
两种肺炎双球菌
R型菌
菌落:粗糙
无荚膜，无毒
S型菌
菌落:光滑(Smooth)
有荚膜，有毒，可致死
【合作探究一】肺炎双球菌的转化实验 “体内转化实验”
(Rough)
1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。
2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。
3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。
4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合
后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验
？
已经被加热杀死的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，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
格里菲思实验的结论是什么?
格里菲思实验结论：【P43】
“转化因子”是什么？
在杀死的S型细菌中含有哪些物质？
寻找转化因子：
但究竟哪一个才是转化因子呢？
【探究二】 艾弗里确定转化因子的实验
　　　　　 ‘体外转化实验’
R型细菌
R型细菌
R型细菌

实验结果：
【探究二】艾弗里确定转化因子的实验
“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质[P44]
DNA纯度越高，转化越有效
艾弗里实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）
这个实验结论足以让所有科学家信服吗？
思考：
分析实验结果，能得出什么结论？
小结
‘体内转化实验’和‘体外转化实验’的结论分别是什么？
艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
思维碰撞
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。
换一种更为简单的实验材料？
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方法，完成了另一个更具有说服力的实验.
实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体的结构模式图
【合作探究三】 噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体中
60%是蛋白质,
40%是DNA..
噬菌体侵染细菌的动态过程：
侵入别的细菌
合成
组装
释放
吸附
首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面
侵入
然后， 噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。
噬菌体的 DNA 在细菌体内，使细胞本身的 DNA 解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的 DNA和蛋白质，
这些新合成的 DNA 和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。
最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。
1、实验设计思路：
3、实验过程：
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
(1)标记细菌
细菌+含35S的培养基
细菌+含32P的培养基
含35S的细菌
含32P的细菌
(2)标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌
噬菌体+含32P的细菌
含35S的噬菌体
含32P的噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌
含32P的噬菌体+细菌
: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
2、实验方法：放射性同位素标记法
【合作探究三】 噬菌体侵染细菌的实验
标记 侵染 搅拌　 　离心， 检测
噬菌体比大肠杆菌轻
4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：
上清液：
沉淀物：
噬菌体
细菌
(外壳)
(被注入的DNA)
蛋白质
DNA
有放射性
无
无
有放射性
上清液“放射性很高” 沉淀物“放射性很高”？
沉淀物也有放射性
上清液也有放射性
——分离不完全
(噬菌体蛋白质外壳)
未侵染的噬菌体
未侵染的)
噬菌体侵染细菌实验的检测结果：
上清液：
沉淀物：
噬菌体外壳
细菌
(被注入的DNA)
35S标记蛋白质外壳时，Why上清“放射性很高”，而沉淀也“出现放射性”？
—搅拌不充分
(噬菌体蛋白质外壳还吸附在大肠杆菌表面)
32P标记头部DNA时，Why沉淀“放射性很高”，而上清也“出现放射性”？
—离心前，保温时间过长或过短。
(过长：细菌裂解，放射性子代噬菌体释放到上清中；
过短：部分噬菌体未侵染到大肠杆菌。
DNA
是遗传物质
DNA是唯一的遗传物质吗？
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
下面这些生物的遗传物质是什么？
［敢于质疑］
细胞结构生物
原核生物
真核生物
遗传物质是DNA
非细胞结构生物
遗传物质是RNA
只含DNA的病毒：

只含RNA的病毒：
生物
总结
4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。
3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA
1、一切生物的遗传物质是核酸
选择题
1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是
( )
A.
核糖核酸
B.
脱氧核糖核酸或核糖核酸
C.
脱氧核糖核酸
D.
脱氧核糖核酸和核糖核酸
B
2.生物的遗传物质是：( )

A.DNA B.RNA C.核酸 D. 蛋白质
C
3．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（  ）

A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
D
4、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后
，含32P的应是( )
A、子代噬菌体DNA B、子代噬菌体蛋白质外壳
C、子代噬菌体所有部分 D、子代噬菌体不含32P
5、用噬菌体去感染含大量3H的细菌，待细菌解体
后，3H应( )
A、随细菌的解体而消失
B、发现于噬菌体外壳和DNA中
C、仅发现于噬菌体的DNA中
D、仅发现于噬菌体的外壳中
A
B
6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
【解析】 当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA，子
代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
【答案】 A
7、某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记(见下表)：
 


此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 ；
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ；
(3)此实验说明了 。
【答案】(1)32P、31P (2)35S (3)DNA是遗传物质