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包钢一中 王建国 科学家们通过分析发现：染色体中含有 DNA和 蛋白质 两种成分。 生物体的遗传物质是 DNA还是蛋白质呢？ 对遗传物质的早期推测： 20世纪二三十年代人们对蛋白质和 DNA的认 识水平如何？ 当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这 样的观点？ 实验材料： 两种肺炎双球菌 多 糖 类 荚 膜 R型菌 菌落粗糙， 无荚膜，无毒 S型菌 菌落光滑， 有荚膜，有毒，可致死 一 . （一）格里菲思的肺炎双球菌转化实验 阅读教材 P43 ，思考以下问题： 肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤 ?各看到哪些现象？ 第四组的实验结果说明了什么？ 小鼠死亡 小鼠正常 小鼠正常 小鼠死亡 S型加热 R型活菌 混合 S型加热 R型活菌 S型活菌 肺 炎 双 球 菌 的 转 化 实 验 过 程 1 2 3 4 为什么第四组实验将 R型活细菌和加热杀 死后的 S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致 小鼠死亡？ 小鼠死亡 S型加热 R型活菌 混合 思 考 细菌发生转化，性状的转化可以遗传。 S型活菌 S型活菌 S型加热 R型活菌 混合 后代 R型活菌 R型活菌 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。 格里菲思实验的结论是什么 ? 在杀死的 S型细菌中含有哪些物质？ 但究竟哪一个才是转化因子呢？ 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。 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA S型活细菌 R型细菌 一、（二） 艾弗里确定转化因子的实验 R型细菌 只长 R型菌 只长 R型菌 R型细菌 S型菌 R型细菌 S型菌的 DNA S型菌的 蛋白质或荚膜多糖 S型菌的 DNA+DNA酶 DNA是使 R型细菌产生稳定遗传变化的物质， DNA 是转化因子。 以上转化实验表明： D N A 是 遗 传 物 质 。 实验结论： 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 分 别 与 R 型 活 细 菌 混 合 培 养 R R R R R S R S型活细菌 多数 少数 （ 1）噬菌体的结构模式图 T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是 DNA? 二、 噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体中 60%是蛋白质 , 40%是 DNA. 蛋白质 外壳 DNA 同位素标记法 蛋白质的组成元素： DNA 的组成元素： C、 H、 O、 N、 S C、 H、 O、 N 、 P （标记 32P ） （标记 35S ） 标记噬菌体方法： 在分别含有放射性同位素 32P 和 35S的培养基中培 养细菌。 分别用上述细菌培养 T2噬菌体，制备含 32P的噬菌 体和含 35S的噬菌体。 1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用 放射性同位素标记和测试。 离心 离心 实验过程及结果： 第一组 实验 第二组 实验 亲代 噬菌体 35 S标记蛋 白质 32 P标记 DNA 寄主 细胞内 无 35S标记 蛋白质 无 32P标记 DNA 子代 噬菌体 外壳蛋白质 无 35S DNA有 32P 标记 实验 结论 DNA分子 具有连续 性，是遗 传物质 噬菌体侵染细菌 包括 哪几个过程 ? 思考与讨论： 在噬菌体中 ,亲代和子代之间具有连续性的物质是 DNA , 而不是蛋白质 ,也就是说 ,子代噬菌体的各种性状 是通过亲代的 DNA遗传给后代的 ,因此 DNA才是真正 的遗传物质。 噬菌体侵染细菌的实验表明 : 目前，已有充分的科学研究资料证明， 绝大多数 生物 都是以 DNA作为遗传物质的。 DNA主要的遗传物质 DNA是唯一的遗传物质吗？ 遗传物质的类型 三 、 烟草花叶病毒感染 、 重建实验 实验证明： 烟草花叶病毒 （ TMV） 的遗传物质是 RNA。 (TMV） 蛋 白 质 RNA 思 考 : DNA DNA DNA 核酸 DNA或 RNA 1、动物和人体的遗传物质是什么？ 2、烟草的遗传物质是什么？ 3、细菌的遗传物质是什么？ 4、一切生物的遗传物质是什么？ 5、病毒的遗传物质是什么？ 生物体遗传物质总结归纳： 1、有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）： DNA 2、无细胞结构的生物（即病毒）： DNA 或 RNA 核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖 核酸（ DNA）和核糖核酸（ RNA），绝大多数生物都是 以 DNA作为遗传物质的。 因此 DNA是主要的遗传物质。 总括 例： 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 1 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 练习 : 2. 格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实 验，证实了（ ） DNA是遗传物质。 RNA是遗传物质。 DNA是主 要的遗传物质。 蛋白质不是遗传物质 。 糖类不是遗传 物质。 DNA能产生可遗传的变异。 A B. C. D. A 3. 噬菌体侵染细菌的实验证明了（ ） A DNA是主要的遗传物质 B DNA和蛋白质是 遗传物质 C DNA是遗传物质 D RNA是遗传物质 C 5. 一切生物的遗传物质是 ( ) A.核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白质 4. 噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质需要 ( ) A. 噬菌体的 DNA和氨基酸 B. 噬菌体的 DNA和细菌的氨基酸 C. 细菌的 DNA和氨基酸 D. 细菌的 DNA和噬菌体的氨基酸 B A 问题： 1、生物都有遗传和变异现象，每种生命现象都有其物质基础， 对生物遗传起决定作用的物质是什么？ 事实： 通过对 细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程的研究，染色体 在生物的传种接代过程中，保持一定的稳定性和连续性。 推测： 染色体在遗传上起主要作用。 问题： 染色体的主要成分是什么？起遗传物质作用的是什么？ 2、科学家是怎样发现遗传物质的？ 核酸 受精卵 （ 2n） 成熟个体 （ 2n） 精子 （ n ） 卵细胞 （ n ） 减数分裂 受精作用 有丝分裂 1、实验： 格里菲思进行的肺炎双球菌转化实验 结论： 在第四组实 验中，已经被加 热杀死的的 S型细 菌中，必然含有 某种促成细菌由 R 型转化为 S型转化 的活性物质 “转化因子 ” 一、肺炎双球菌转化实验 将无毒性的 R型活细菌注射到小鼠体内， 小鼠不死亡 将有毒性的 S型活细菌注射到小鼠体内， 小鼠患败血症死亡 将加热杀死后的 S型细菌注射到小鼠体内， 将无毒性的 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， 小鼠不死亡 小鼠患败血症死亡 2、实验 ：艾弗里进行的转化实验 操作： 从 S型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖等，然后分别加入到 R型 细胞的培养基中 。 （设计思路：用单一的物质分别与 R型活菌混合，看哪种物 质能起到遗传物质的作用。） 现象： 只有加入 DNA， R型细菌才能够转化为 S型， DNA纯度越高， 转化越有效。 说明： DNA是使 R型细菌产生稳定的遗传变化的物质， 是遗传物质。 蛋白质等不是遗传物质。 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 分 别 与 R 型 活 细 菌 混 合 培 养 R R R R R S R S型活细菌 多数 少数 实验表明 ： 子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNA传给后代的， DNA是遗传物质 。 用 35S 标记 蛋白质外壳 细菌内无放射性 用 32P标 记 DNA 细菌内有放射性 二、噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体模式图 噬菌体注入 DNA 吸 附 侵 入 合 成 组 装 释 放 侵入别的细菌 1、标记噬菌体 2、赫尔希和蔡斯实验 将大肠杆菌分为两组，第 一组在含 35S 的氨基酸培养基 中培养； 第二组在含 32P 的脱 氧核苷酸培养基中培养。 再分别在两组培养基中培 养两组噬菌体。 事实： 通过实验发现 有些病毒 不含有 DNA，只含有蛋白质和 RNA， 以 RNA作为遗传物质。 总结论： DNA是 主要的 遗传物质。 烟草花叶病毒 RNA 蛋白质 三、烟草花叶病毒重建实验 TMV烟草花叶病毒 烟叶染病 HRV车前草病毒 烟叶染病 蛋白质外壳 TMV的 RNA 烟叶正常 烟叶染病 HRV的蛋白质 重组病毒 烟叶染 TMV病 全部是 TMV病毒
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