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1、第第3章章 基因的本质基因的本质孟德尔通过豌孟德尔通过豌豆实验证明了豆实验证明了生物的性状由生物的性状由 控制。控制。遗传因子遗传因子染色体染色体摩尔根通过果摩尔根通过果蝇实验证明了蝇实验证明了基因位于基因位于 上。上。科学家发现：染色体科学家发现：染色体主要组成成分主要组成成分 蛋白质和蛋白质和DNA。历史的步伐历史的步伐DNA染色体在遗染色体在遗传上的连续传上的连续性和稳定性性和稳定性?蛋白质蛋白质实验材料：实验材料：两种肺炎双球菌 多多糖糖类荚膜膜R型菌型菌菌落菌落:粗糙粗糙 无荚膜，无毒无荚膜，无毒S型菌型菌菌落菌落:光滑光滑(S Smooth)有荚膜，有毒，有荚膜，有毒，可致死可致死
2、二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验(R Rough)1.1.将将R R型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。2.2.将将S S型活细菌型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。注射到小鼠体内，患败血症死亡。3.3.将将加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌注射到小鼠体内，不死亡。注射到小鼠体内，不死亡。4.4.将将无毒性无毒性R R型活细菌与加热杀死后的型活细菌与加热杀死后的S S型细菌混合型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。且能分离后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。且能分离出活的出活的S S型菌株，其后代仍为型菌株，其后代仍为s s型。型
3、。一一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验R型肺炎双球菌无毒性，不致死S型肺炎双球菌有毒性，致死加热杀死的S型肺炎双球菌无毒性记书上、123说明只有S型菌致死 已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中，型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性必然含有某种促成这一转化的活性物质物质转化因子转化因子格里菲思实验的结论是什么格里菲思实验的结论是什么?实验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是什么是什么？在证明在证明DNA还是蛋白质或其他物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质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？思路是什么？必须将蛋白质、其他物质
4、与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。质。多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA RNA DNADNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌在杀死的在杀死的S S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子寻找转化因子：但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？二、二、艾弗里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验R型细菌型细菌R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白质或
5、荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：实验过程：多糖多糖多糖多糖 脂类脂类脂类脂类 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA RNA DNA DNA+DNA酶酶酶酶 分别与分别与分别与分别与R R R R型活细菌混合培养型活细菌混合培养型活细菌混合培养型活细菌混合培养 R R R R R S R R R R R R S R S S S S型活细菌型活细菌型活细菌型活细菌 R SR S 多多多多数数数数少少少少数数数数二二.艾弗
6、里确定转化因子的实验艾弗里确定转化因子的实验 1944年年DNADNA“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是遗传物质才是遗传物质DNA酶，结论实验结论：实验结论：“转化因子转化因子”是是DNA，DNA才是遗传物质才是遗传物质，而，而蛋白质等其他物质不是蛋白质等其他物质不是遗传物质遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）（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这个实验结论足以让所有科学家信服吗？家信服吗？1 1、加入、加入DNADNA酶的组意图何在？酶的组意图何在？2 2、分析实验结果，能得出什么结论？、分析实验结果，能得出什么结论？书上有答案同位素标记法实验实验
7、材料：材料：T2噬菌体、大噬菌体、大肠肠杆菌杆菌噬菌体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌书上画实验实验方法：放射性同位素示踪法方法：放射性同位素示踪法P45相关信息1、实验设计思路：、实验设计思路：3、实验过程：、实验过程：把蛋白质和把蛋白质和DNA区分开区分开，直接地、单，直接地、单独地观察独地观察DNA和蛋白质的作用和蛋白质的作用(1)标记细菌标记细菌细菌+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)噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌:
8、上清液放射性很高上清液放射性很高,沉淀物放射性很低沉淀物放射性很低:上清液放射性很低上清液放射性很低,沉淀物放射性很高沉淀物放射性很高2、实验方法：、实验方法：放射性同位素标记法放射性同位素标记法噬菌体比大肠杆菌轻噬菌体比大肠杆菌轻4、噬菌体侵染细菌实验的噬菌体侵染细菌实验的检测结果检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验标记的实验32P标记的实验标记的实验标记部位标记部位放射性放射性情况情况上清液沉淀物蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液上清液“放射性很高放射性很高”沉淀物沉淀物“放射性很高放射性很高”？沉淀物也有放射性沉淀物也有放射性上清液也有放射性
9、上清液也有放射性分离不完全分离不完全(搅拌不充分搅拌不充分)释放出来的、未侵染的释放出来的、未侵染的噬菌体噬菌体(保温时间过短或过长保温时间过短或过长)/释放的/未侵染的)很高很低很低很高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经典实验经典实验DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？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？敢于质疑敢于质疑敢于质
10、疑敢于质疑 如果你是科学家，如果你是科学家，请设计实验证请设计实验证明烟草花叶明烟草花叶病毒的病毒的遗传遗传物物质质是什么？是什么？背景知识：背景知识：烟草花烟草花叶病毒叶病毒TMVTMV是由是由RNARNA和蛋白质和蛋白质组成组成的，在感染烟草时，的，在感染烟草时，会出现致病斑。会出现致病斑。课堂延伸课堂延伸烟草花叶病毒不含烟草花叶病毒不含DNA，只有，只有RNA和蛋白和蛋白质，其遗传物质是什么？质，其遗传物质是什么？烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNA思路思路:烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNA和蛋白和蛋白质区分开，区分开，直接地、直接地、单独地去独地去观察他察他们各自的
11、作用，从各自的作用，从而判断而判断谁才是才是遗传物物质仅RNA能使烟草能使烟草产生原生原样病斑病斑仅蛋白蛋白质能使烟草能使烟草产生原生原样病斑病斑RNA和蛋白和蛋白质都能使烟草都能使烟草产生原生原样病斑病斑若出若出现结果果则仅RNA是是遗传物物质；若出若出现结果果则仅蛋白蛋白质是是遗传物物质；若出若出现结果果则RNA和蛋白和蛋白质都是都是遗传物物质预测结果：预测结果：预测结果：预测结果：（现象）（现象）（现象）（现象）提出问题：提出问题：提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：作出假设：作出假设：设计实验：设计实验：设计实验：设计实验：课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？课题：探究烟草花叶
12、病毒的遗传物质是什么？得出结论：得出结论：得出结论：得出结论：实验探究实验探究实验探究实验探究蛋白蛋白质RNA分分离离感染感染烟草烟草感染感染烟草烟草实验结果果出出现病斑病斑不出不出现病斑病斑实验结果果结论结论：RNA是是烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的遗传遗传物物质质细胞结构细胞结构生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物遗传物质是遗传物质是DNADNA非细胞结非细胞结构生物构生物遗传物质是遗传物质是RNARNA只含只含DNADNA的病毒：的病毒：只含只含RNARNA的的病毒病毒：生生物物总结总结4 4、由于大多数生物的遗传物质是、由于大多数生物的遗传物质是DNADNA，所以说，所以说DNADN
13、ADNADNA是主要是主要是主要是主要的遗传物质的遗传物质的遗传物质的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细。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菌的实验只能证明DNADNA是是是是遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质。3 3、在、在只含只含RNARNA的少数病毒的少数病毒（烟草花叶病毒、（烟草花叶病毒、HIVHIV、SARSSARS、流感、禽流感）中，流感、禽流感）中，RNARNA才作为遗传物质。才作为遗传物质。2 2、凡是具有细胞结构的生物，既有、凡是具有细胞结构的生物，既有DNADNA，又有，又有RNARNA，遗，遗传物质是传物质是DNADNA1 1、一切生物的遗传物
14、质是核酸、一切生物的遗传物质是核酸4 4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳菌体蛋白质外壳DNADNA可以指导蛋白质的合成。可以指导蛋白质的合成。1 1、肺炎双球菌转化实验中，对、肺炎双球菌转化实验中，对S S菌加热处理，菌加热处理，DNADNA仍具有生物活仍具有生物活性性DNADNA分子结构具有相对稳定性。分子结构具有相对稳定性。2 2、肺炎双球菌转化实验中，、肺炎双球菌转化实验中，R R型细菌可以转化生成型细菌可以转化生成S S型细菌型细菌DNADNA可以发生可遗传的变异。可以发生可遗传的变异。3 3、噬菌体侵染细菌的实验中
15、，、噬菌体侵染细菌的实验中，DNADNA在亲代与子代噬菌体中具有在亲代与子代噬菌体中具有连续性连续性DNADNA可以发生复制，由亲代传递给子代。可以发生复制，由亲代传递给子代。作为作为遗传物质遗传物质所必须具备的所必须具备的特点特点:选择题选择题 1 1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是()()A.核糖核酸核糖核酸B.脱氧核糖核酸或核糖核酸脱氧核糖核酸或核糖核酸C.脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸D.脱氧核糖核酸和核糖核酸脱氧核糖核酸和核糖核酸B 2.2.生物的遗传物质是：生物的遗传物质是：()()A.DNA B.RNA C.A.DNA B.RNA C.核酸核酸 D.
16、D.蛋白质蛋白质C3 3注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 DD加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细菌混合型细菌混合D4、用噬菌体去侵染内含有、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后的细菌，在细菌解体后，含，含32P的应是的应是()A、子代噬菌体、子代噬菌体DNA B、子代噬菌体蛋白质外壳、子代噬菌体蛋白质外壳C、子代噬菌体所有部分、子代噬菌体所有部分
17、D、子代噬菌体不含、子代噬菌体不含32P5、用噬菌体去感染内含大量、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体的细菌，待细菌解体后，后，3H应应()A、随细菌的解体而消失、随细菌的解体而消失 B、发现于噬菌体外壳和、发现于噬菌体外壳和DNA中中 C、仅发现于噬菌体的、仅发现于噬菌体的DNA中中 D、仅发现于噬菌体的外壳中、仅发现于噬菌体的外壳中AB6 6、噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌的的实实验验中中，子子代代噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质质外外壳是壳是()()A.A.在噬菌体在噬菌体DNADNA的指导下，用细菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的B.B.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用细
18、菌的物质合成的的指导下，用细菌的物质合成的C.C.在噬菌体在噬菌体DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的D.D.在细菌在细菌DNADNA的指导下，用噬菌体的物质合成的的指导下，用噬菌体的物质合成的【解析】【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当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNADNA，子，子代代噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质质外外壳壳和和DNADNA都都是是在在噬噬菌菌体体DNADNA的的指指导导下下，用用细细菌菌的的氨氨基基酸酸和和脱氧核苷酸合成的。脱氧核苷酸合成的。【答案】【答案】A 7 7、某某科科学学家家做做“噬噬菌菌体
19、体侵侵染染细细菌菌实实验验”时时，分分别别用用同同位位素素3232P P和和3535S S做了标记做了标记(见下表见下表)：此此实实验验所所得得结结果果是是子子噬噬菌菌体体和和母母噬噬菌菌体体的的外外形形及及侵侵染染细细菌菌的的特特性性均相同。请分析：均相同。请分析：(1)(1)子噬菌体的子噬菌体的DNADNA分子中含有的上述元素是分子中含有的上述元素是 ；(2)(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ；(3)此实验说明了此实验说明了 。【答案】【答案】(1)(1)3232P P、3131P P (2)(2)3535S S (3)(3)DNADNA是
20、遗传物质是遗传物质 噬菌体成分噬菌体成分 细菌成分细菌成分 核苷酸核苷酸 32 32P P 3131P P 氨基酸氨基酸 3232S S 3535S S肺炎双球菌实验的评价肺炎双球菌实验的评价1、遵循了严格的对照原则和单因子变量原则2、科学的思路：发现问题提出假设设计实验验证得出结论体内体内转化化实验体外体外转化化实验探究实验的基本步骤探究实验的基本步骤格里菲思，格里菲思，体内体内转化化实验艾弗里，艾弗里，体外体外转化化实验大本P84实验原理和方法实验原理和方法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：D N A 的组成元素：的组成元素：（标记（标记32p）（标记（标记35s）标记噬菌体方法：标记噬
21、菌体方法：v在分别含有在分别含有32p 和和35s的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌v分别用上述被标记的细菌培养分别用上述被标记的细菌培养T2噬菌体，噬菌体，同位素标记法同位素标记法C、H、O、N、SC、H、O、N、P 标记标记 侵染侵染 搅拌搅拌 离心，离心，检测检测实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤标记细菌标记细菌标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌（短时间保温）噬菌体侵染细菌（短时间保温）搅拌离心搅拌离心观察放射性的分布观察放射性的分布“短短时间”：保：保证子代噬菌体的子代噬菌体的DNA和蛋白和蛋白质在大在大肠杆菌中正杆菌中正处于于合成合成阶段，子代噬菌体段，子代噬菌体还没有没有组装装好，或好，或虽已已经组装但并未使装但并未使细菌菌发生裂解生裂解“保温保温”：为噬菌体培养提供适宜噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保的恒定的温度，以保证酶的活性。的活性。搅拌的目的：使吸附在拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体蛋白菌上的噬菌体蛋白质外壳与外壳与细菌分离菌分离离心的目的：离心的目的：让上清液中上清液中析出重量析出重量较轻的噬菌体外的噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大留下被感染的大肠杆菌。杆菌。