第三章：基因的本质第三章：基因的本质第第1节：节：DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质哪一种是遗传物质哪一种是遗传物质蛋白质蛋白质DNA？1：染色体的组成如何？：染色体的组成如何？是由蛋白质和是由蛋白质和DNA组成的。组成的。1、遗传物质必须稳定，才能准确地复制并传递给下一代，并、遗传物质必须稳定，才能准确地复制并传递给下一代，并且还能储存大量的遗传信息。且还能储存大量的遗传信息。2、提取物质，导入另一种生物，看导入新物质的生物能否有、提取物质，导入另一种生物，看导入新物质的生物能否有新的表现，然后再看这种新表现能在后代中继续保持，就可新的表现，然后再看这种新表现能在后代中继续保持，就可能认为是遗传物质。能认为是遗传物质。？2：20世纪二三十年代人们对蛋白质和世纪二三十年代人们对蛋白质和DNA的认识水平如何？的认识水平如何？当时对蛋白质的认识水平是它是由多种氨基酸连接而成的。当时对蛋白质的认识水平是它是由多种氨基酸连接而成的。对对DNA的认识水平是它是由许多个脱氧核苷酸聚合成的生物的认识水平是它是由许多个脱氧核苷酸聚合成的生物大分子。大分子。？3：当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？：当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？当时认为蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。原因是人们当时认为蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。原因是人们对对DNA的了解很少，而且构成的了解很少，而且构成DNA的脱氧核苷酸只有四种，的脱氧核苷酸只有四种，把它和生物多样性很难联系在一起，反而构成蛋白质的氨基把它和生物多样性很难联系在一起，反而构成蛋白质的氨基酸种类较多，和生物的多样性联系在一起看似容易理解。酸种类较多，和生物的多样性联系在一起看似容易理解。？4：从这个事实你能得出什么启示？：从这个事实你能得出什么启示？科学发展过程是一个不断纠正错误的过程。科学发展过程是一个不断纠正错误的过程。？5：向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的学者是谁？他凭：向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的学者是谁？他凭何提出质疑？何提出质疑？艾弗里。他在总结格里菲思实验的基础上提出遗传物质是艾弗里。他在总结格里菲思实验的基础上提出遗传物质是DNA而不是蛋白质这一重要观点。而不是蛋白质这一重要观点。一、肺炎双球菌的转化实验一、肺炎双球菌的转化实验19281928年年 格里菲思格里菲思 格里菲思用格里菲思用两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌去感染小鼠去感染小鼠 P43P43菌落表面菌落表面 荚膜荚膜毒性毒性S S型细菌型细菌R R型细菌型细菌光滑光滑粗糙粗糙有有无无有有无无？6：肺炎双球菌转化实验第一步进行了什么实验？结果如何？：肺炎双球菌转化实验第一步进行了什么实验？结果如何？能得出什么结论？能得出什么结论？操作操作：向小鼠体内注射：向小鼠体内注射R型活细菌。型活细菌。结果结果：小鼠不死亡。：小鼠不死亡。结论结论：R型活细菌无毒。型活细菌无毒。？7：R型活细菌的菌落特征如何？型活细菌的菌落特征如何？R型活细菌的菌体没有多糖类荚膜，在型活细菌的菌体没有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。培养基上形成的菌落表面粗糙。？8：肺炎双球菌转化实验第二步进行了什么实验？结果如何？：肺炎双球菌转化实验第二步进行了什么实验？结果如何？能得出什么结论？能得出什么结论？操作操作：向小鼠体内注射：向小鼠体内注射S型活细菌。型活细菌。结果结果：小鼠死亡。：小鼠死亡。结论结论：S型活细菌有毒。型活细菌有毒。？9：S型活细菌的菌落特征如何？型活细菌的菌落特征如何？S型活细菌的菌体有多糖类荚膜，在培型活细菌的菌体有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。养基上形成的菌落表面光滑。？10：肺炎双球菌转化实验第三步进行了什么实验？结果如何？：肺炎双球菌转化实验第三步进行了什么实验？结果如何？能得出什么结论？能得出什么结论？操作操作：向小鼠体内注射加热过的：向小鼠体内注射加热过的S型细型细菌。菌。结果结果：小鼠不死亡。：小鼠不死亡。结论结论：加热会杀死：加热会杀死S型活细菌，使其丧型活细菌，使其丧失毒性失毒性。？11：如何理解这一步骤中的加热杀：如何理解这一步骤中的加热杀“死死”？加热的温度一般不超过加热的温度一般不超过60。所谓的。所谓的死只是它没有了独立的感染能力，并死只是它没有了独立的感染能力，并不代表转化因子的彻底破坏。不代表转化因子的彻底破坏。？12：肺炎双球菌转化实验第四步进行了什么实验？结果如何？：肺炎双球菌转化实验第四步进行了什么实验？结果如何？能得出什么结论？能得出什么结论？操作操作：向小鼠体内注射加热过的：向小鼠体内注射加热过的S型细型细菌和活的菌和活的R型细菌。型细菌。结果结果：小鼠死亡。：小鼠死亡。结论结论：被加热杀死的：被加热杀死的S型细菌中，存在型细菌中，存在着使着使R型活细菌转变成型活细菌转变成S型细菌的型细菌的“转转化因子化因子”。这一。这一“转化因子转化因子”究竟是究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。什么物质，当时的格里菲思并不知道。转化的实质S型有荚膜细菌破碎提取DNA片段 R型无荚膜细菌混合培养少数为S型（有荚膜细菌），多数为R型（无荚膜细菌） 由图可知，转化是指一种生物由于接由图可知，转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（受了另一种生物的遗传物质（DNADNA或或RNARNA）而表现出后者的遗传性状或遗传性）而表现出后者的遗传性状或遗传性状发生改变的现象。转化作用的实质是状发生改变的现象。转化作用的实质是外源外源DNADNA与受体细胞与受体细胞DNADNA之间的重组，使之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。受体细胞获得了新的遗传信息。转化实验中加热后杀死的转化实验中加热后杀死的S S型细菌的蛋白型细菌的蛋白质和质和DNA DNA 是否变性？是否变性？ 加热到一定程度，蛋白质分子的结构（空间结构）加热到一定程度，蛋白质分子的结构（空间结构）会被破坏，从而变性。而蛋白质分子是一切生命会被破坏，从而变性。而蛋白质分子是一切生命活动的体现者和主要承担者，因此加热引起蛋白活动的体现者和主要承担者，因此加热引起蛋白质变性是导致质变性是导致S型细菌死亡的原因。型细菌死亡的原因。 实验证明，把实验证明，把DNA溶液加热到其沸点，可使溶液加热到其沸点，可使DNA中的氢键断裂，双螺旋解体，双键分开，但中的氢键断裂，双螺旋解体，双键分开，但如果将如果将DNA溶液缓慢冷却，分离的单链部分会发溶液缓慢冷却，分离的单链部分会发生重聚，恢复其双螺旋结构。因此，在一定温度生重聚，恢复其双螺旋结构。因此，在一定温度范围内，加热不会导致范围内，加热不会导致DNA永久变性。永久变性。，除，除R R型活菌，型活菌， 还发现还发现_型活菌型活菌R R型活菌型活菌 注射注射 小鼠小鼠 结果结果 S S型活菌型活菌 注射注射 小鼠小鼠 结果结果 S S型死菌型死菌 注射注射 小鼠小鼠 结果结果 R R型活菌型活菌S S型死菌型死菌 注射注射 小鼠小鼠 结果结果 第一组：第一组： 第二组：第二组： 第三组：第三组： 第四组第四组: : 1、肺炎双球菌的体内转化实验、肺炎双球菌的体内转化实验 1928年年 格里菲思格里菲思 实验结果实验结果 不死亡不死亡 死亡死亡 不死亡不死亡 死亡死亡S1、肺炎双球菌的体内转化实验、肺炎双球菌的体内转化实验 1928年年 格里菲思格里菲思 S S型死菌含有型死菌含有“转化因子转化因子”能使能使R R型菌转化型菌转化为为S S型菌使小鼠致死。型菌使小鼠致死。结论结论 ？13：单凭格里菲思实验能不能证明：单凭格里菲思实验能不能证明DNA就是遗传物质？就是遗传物质？不能。因为杀死的不能。因为杀死的S型细菌中含有蛋白质、多糖以及型细菌中含有蛋白质、多糖以及DNA等物质，还不能说明是哪种物质起了等物质，还不能说明是哪种物质起了“转化因子转化因子”的作用，的作用，还是共同起作用。还是共同起作用。2、肺炎双球菌的体外转化实验、肺炎双球菌的体外转化实验 1944年年 艾弗里艾弗里 ？14：艾弗里及其同事的设计思路是什么？：艾弗里及其同事的设计思路是什么？把它们分开单独观察它把它们分开单独观察它们的作用，就可以证明们的作用，就可以证明何种物质为何种物质为“转化因子转化因子”了。了。？15：本实验的结论是：本实验的结论是什么？什么？DNA是遗传物质！是遗传物质！？16：在本实验的第三：在本实验的第三步中你得出什么结论？步中你得出什么结论？只有完整的只有完整的DNA才能进才能进行转化。脱氧核苷酸没行转化。脱氧核苷酸没有转化作用。有转化作用。2 2、肺炎双球菌的转化实验、肺炎双球菌的转化实验1944年年 艾弗里艾弗里 DNADNA是转化因子。（即是转化因子。（即DNADNA是遗传物质）是遗传物质）蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。R RR RS SR RR R型型型型S型菌型菌 提纯提纯 多糖多糖 蛋白质蛋白质 DNA DNA+DNA酶酶 分别与分别与R型活菌混合培养型活菌混合培养 型型型型型型结论结论 实验思路：实验思路：设法将设法将S型活菌中型活菌中各种物质分开，单各种物质分开，单独地、直接研究它独地、直接研究它们各自不同的作用。们各自不同的作用。？17：从艾弗里的研究成果你有何启示？：从艾弗里的研究成果你有何启示？现行科学研究要有科学的思路。艾弗里在这个实验中最关键的现行科学研究要有科学的思路。艾弗里在这个实验中最关键的思路就是思路就是“DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和和蛋白质的作用蛋白质的作用”。另外还可以告诉人们科学研究就是在总结前。另外还可以告诉人们科学研究就是在总结前人经验的基础上进行的。一个伟大的研究成果是许多科学家共人经验的基础上进行的。一个伟大的研究成果是许多科学家共同努力的结果。同努力的结果。？18：艾弗里实验是否完美？：艾弗里实验是否完美？不完美。因为他所提取的不完美。因为他所提取的DNA仍含有少量的蛋白质，所以有仍含有少量的蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑。人对实验结论仍有怀疑。二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 实验材料实验材料 3-4尾部尾部 头部头部 DNA蛋白质蛋白质 T2噬菌体噬菌体 在大肠杆在大肠杆菌内，在菌内，在 遗传物质遗传物质的的作用下，利用作用下，利用 体内体内的的 合成自身成分，合成自身成分，进行增殖。进行增殖。专门寄生专门寄生自身自身大肠杆菌大肠杆菌物质物质噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放？19：噬菌体结构如何？：噬菌体结构如何？头部和尾部都具有蛋白质的外壳，头内部含有头部和尾部都具有蛋白质的外壳，头内部含有DNA。噬菌体。噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。是一种专门寄生在细菌体内的病毒。？20：简述噬菌体侵染细菌的过程。：简述噬菌体侵染细菌的过程。吸附吸附 注入（注入（DNA）复制子代噬菌体的复制子代噬菌体的DNA和合成噬和合成噬菌体的蛋白质菌体的蛋白质组装子代噬菌体。组装子代噬菌体。？21：这个实验的结果说明了什么？：这个实验的结果说明了什么？实验结果表明：实验结果表明：DNA是遗传物质。是遗传物质。3-4尾部尾部 头部头部 DNA蛋白质蛋白质 二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验实验材料实验材料 同位素标记法同位素标记法 用什么方法跟踪蛋白质和用什么方法跟踪蛋白质和DNADNA的去向？的去向？基本元素基本元素：基本元素基本元素：C C、H H、O O、N N、P P C C、H H、O O、N N、S S32P35S1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 ？22：噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作用下完成的？根：噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作用下完成的？根据是什么？据是什么？噬菌体在细菌体内的增殖在噬菌体噬菌体在细菌体内的增殖在噬菌体DNA的指导下完成的。因的指导下完成的。因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的进入细菌内部，只有噬菌体的DNA才进入细菌体内。才进入细菌体内。二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验标记标记 1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 35S标记标记蛋白质蛋白质32P标记标记DNA标记标记 侵染侵染 搅拌、离心搅拌、离心 检测检测 35S标记标记蛋白质蛋白质32P标记标记DNA二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验1952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 实验结果实验结果 亲代亲代T T2 2噬菌体噬菌体 沉淀物沉淀物（ 大肠杆菌大肠杆菌 ）子代子代 T T2 2噬菌体噬菌体 用用3232P P标记标记_ （有、无）（有、无） 3535S S用用3535S S标记标记_第一组第一组 （有、无）（有、无） 3232P P （有、无）（有、无） 3232P P （有、无）（有、无） 3535S S第二组第二组蛋白质蛋白质DNADNA问题问题2 2：子代子代T2T2噬菌体中，可以检测到噬菌体中，可以检测到3232P P标记的标记的DNADNA，但却不，但却不能检测到能检测到3535S S标记的蛋白质。说明了什么标记的蛋白质。说明了什么? ?二、噬菌体侵染细菌的实验二、噬菌体侵染细菌的实验19521952年年 赫尔希、蔡斯赫尔希、蔡斯 问题问题1 1：3535S S标记的组，主要在上清液中检测到放射性；标记的组，主要在上清液中检测到放射性；3232P P标标记的组，却主要在沉淀中检测到放射性，说明了什么？记的组，却主要在沉淀中检测到放射性，说明了什么？结论：结论：DNADNA是遗传物质。是遗传物质。30？23：放射性同位素：放射性同位素35S和放射性同位素和放射性同位素32P用于标记噬菌体的何种用于标记噬菌体的何种成分？有什么目的？成分？有什么目的？从元素组成来看，由于蛋白质分子中含从元素组成来看，由于蛋白质分子中含S而不含而不含P，DNA分子分子中含中含P而不含而不含S，这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而，这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而不标记不标记DNA，另一部分噬菌体只标记，另一部分噬菌体只标记DNA而不标记蛋白质，而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。三、烟草花叶病毒感染烟叶实验三、烟草花叶病毒感染烟叶实验RNA蛋白质蛋白质感染感染RNA蛋白质蛋白质感染感染不感染不感染结论：结论：RNA也也是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。三、烟草花叶病毒感染烟叶实验三、烟草花叶病毒感染烟叶实验？24：哪些生物的遗传物质是：哪些生物的遗传物质是RNA。少数一些病毒的遗传物质是少数一些病毒的遗传物质是RNA。比如：烟草花叶病毒、流。比如：烟草花叶病毒、流感病毒（包括禽流感病毒）。感病毒（包括禽流感病毒）。？25：绝大多数生物的遗传物质是什么？由此说明了什么？：绝大多数生物的遗传物质是什么？由此说明了什么？绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNA。由此说明了。由此说明了DNA是主要的是主要的遗传物质。遗传物质。核酸核酸DNARNADNA病毒病毒RNARNA遗传物质遗传物质_四、四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNARNA(绝大多数生物绝大多数生物)(RNA病毒，如烟草花叶病毒病毒，如烟草花叶病毒)2 2、核酸是生物的遗传物质。其中、核酸是生物的遗传物质。其中DNADNA是主要的遗传是主要的遗传物质。物质。1 1、有细胞的生物的遗传物质就是、有细胞的生物的遗传物质就是DNADNA小结小结1肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体内转化实验结论：结论：2.肺炎双球菌体外转化实验肺炎双球菌体外转化实验结论：结论：3.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验结论：结论：一、一、DNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据 二、二、DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质遗传物质遗传物质_DNARNA(大多数生物大多数生物)(RNA病毒病毒)S型死菌内含有型死菌内含有“转化因子转化因子”DNA是转化因子。（是转化因子。（DNA是遗传物质）是遗传物质）DNA是遗传物质。是遗传物质。1：下列各项中，是遗传物质的是（：下列各项中，是遗传物质的是（ ）核糖核酸；核糖核酸；腺嘌呤；腺嘌呤；噬菌体噬菌体DNA；脱氧核糖核酸；脱氧核糖核酸；核核苷酸。苷酸。A、B、C、D、2：噬菌体侵染实验中，起决定作用的是（：噬菌体侵染实验中，起决定作用的是（ ）A、子代噬菌体的组装和释放、子代噬菌体的组装和释放B、利用细菌结构和原料，噬菌体、利用细菌结构和原料，噬菌体DNA多次复制多次复制C、利用细菌结构和原料，合成噬菌体外壳蛋白质、利用细菌结构和原料，合成噬菌体外壳蛋白质D、噬菌体的、噬菌体的DNA注入活细菌内注入活细菌内3：噬菌体侵染实验过程中，进行搅拌分离，上清液是（：噬菌体侵染实验过程中，进行搅拌分离，上清液是（ ）A、蛋白质外壳、蛋白质外壳B、完整的细菌、完整的细菌C、完整的噬菌体、完整的噬菌体D、噬菌体和细菌的混合物、噬菌体和细菌的混合物4：下列各项中，肺炎双球菌转化实验的关键一步是（：下列各项中，肺炎双球菌转化实验的关键一步是（ ）A、区别、区别S型细菌和型细菌和R型细菌型细菌B、无荚膜菌不会使小白鼠死亡、无荚膜菌不会使小白鼠死亡C、有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜、有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜D、灭活的有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜、灭活的有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜5：生物的遗传物质有细胞核遗传和细胞细胞质遗传，细胞核遗传：生物的遗传物质有细胞核遗传和细胞细胞质遗传，细胞核遗传是主要的。控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质是（是主要的。控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质是（ ）A、DNA和和RNAB、DNA或或RNAC、DNAD、RNA6：用甲种病毒的：用甲种病毒的RNA和乙种病毒的蛋白质外壳组成一种转基因的和乙种病毒的蛋白质外壳组成一种转基因的病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量子代病病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是（毒，子代病毒具有的特征是（ ）A、甲种病毒的特征、甲种病毒的特征B、乙种病毒的特征、乙种病毒的特征C、丙种病毒的特征、丙种病毒的特征D、子代特有的特征、子代特有的特征