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1、第三章第三章 遗传的分子基础遗传的分子基础第一节第一节 核酸是遗传物质的证据核酸是遗传物质的证据肺炎双球菌肺炎双球菌菌落菌落（肉眼观察）（肉眼观察）荚膜荚膜（显微镜观察）（显微镜观察）毒性毒性（动物实验）（动物实验）R型型细菌细菌 S型型细菌细菌 粗糙粗糙光滑光滑有荚膜有荚膜无荚膜无荚膜无毒无毒有毒有毒一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验(格里菲思格里菲思)R型型 和和 S型菌的比较型菌的比较（1 1）R R型菌型菌型菌型菌1肺炎双球菌的肺炎双球菌的体内体内转化实验转化实验（格里菲思）（格里菲思）（2 2）S S型菌型菌型菌型菌（3 3）加热加热杀死杀死+混合（4 4）实验者实验者实验
2、结果实验结果实验结论实验结论不足之处不足之处肺肺炎炎双双球球菌菌体体内内转转化化实实验验格里格里菲思菲思R型活细菌注射小鼠型活细菌注射小鼠 S型活细菌注射小鼠型活细菌注射小鼠 加热杀死的加热杀死的S型细菌注型细菌注射小鼠射小鼠 R型活细菌和加热杀死型活细菌和加热杀死的的S型细菌混合注射型细菌混合注射 小鼠不死小鼠死亡，体内有S型活菌小鼠不死小鼠死亡，体内有S型活菌S型菌体内有转化因子没有具没有具体说明体说明转化因转化因子是什子是什么物质。么物质。2 2肺炎双球菌的肺炎双球菌的体外体外转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）转化因子转化因子 转化因子到底是什么，转化因子到底是什么，DNADNA或蛋白
3、质或是其他或蛋白质或是其他的有机物？实验思路是什么？如何操作？的有机物？实验思路是什么？如何操作？设法把设法把DNADNA和蛋白质分开，单独和蛋白质分开，单独直接观察它们作用。直接观察它们作用。2 2肺炎双球菌的肺炎双球菌的体外体外转化实验转化实验（艾弗里）（艾弗里）DNA+DNA酶酶只长R型菌只长R型菌只长R型菌S型菌型菌实验结论：实验结论：DNA是遗传物是遗传物质，蛋白质不质，蛋白质不是遗传物质。是遗传物质。实验缺陷：艾弗里提取的实验缺陷：艾弗里提取的DNA最高时，最高时，还含有少量的蛋白质还含有少量的蛋白质（至少含（至少含0.02）。有有没没有有更更好好的的材材料料，可可以以不不用用经经
4、过过人人工工提提纯纯DNADNA，就就能能单单独独地地去去观观察察DNADNA或蛋白质的作用呢？或蛋白质的作用呢？噬菌体噬菌体(含含DNA病毒病毒)是寄是寄生在细菌体内的病毒生在细菌体内的病毒T2噬菌体是专门寄生在噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒大肠杆菌体内的病毒二、噬菌体侵染细菌实验二、噬菌体侵染细菌实验（含（含C、H、O、N、P）（含（含C、H、O、N、S）噬菌体侵染细胞过程噬菌体侵染细胞过程单击画面继续DNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据：噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验C、H、O、N、P1 1、想要知道噬菌体浸染细菌时、想要知道噬菌体浸染细菌时DNADNA和蛋白质的和
5、蛋白质的“活动活动路线路线”，本实验可以采用什么实验方法？，本实验可以采用什么实验方法？2 2、你会选取哪种元素的同位素来分别标记、你会选取哪种元素的同位素来分别标记DNADNA和蛋白质和蛋白质？同位素示踪法同位素示踪法C、H、O、N、S35S32P蛋白质：蛋白质：DNADNA：3.3.怎样让噬菌体蛋白质中的怎样让噬菌体蛋白质中的S S元素和元素和DNADNA中的中的P P元素被标记元素被标记用含用含35SO42-的培养基培养大肠杆菌，再用的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染这种大肠杆菌噬菌体去感染这种大肠杆菌先用含先用含3232POPO4 43-3-的培养基培养大肠杆菌，再用的培养基培养大
6、肠杆菌，再用噬噬菌体去感染这种大肠杆菌菌体去感染这种大肠杆菌1952年赫尔希和蔡斯年赫尔希和蔡斯讨论讨论1：用：用35S标记的实验，沉淀物中有少量放射标记的实验，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？性的原因是什么？可能由于搅拌不充分，有少量可能由于搅拌不充分，有少量35 S的噬菌体的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心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到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性性讨论讨论1：用：用35S标记的实验，沉淀物标记的实验，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？中有少量放射性的原因是什么？讨论讨论2：用用32P标记的实验，上清液中有少量
7、放射性的原因标记的实验，上清液中有少量放射性的原因是什么？是什么？2讨论：用讨论：用32P标记的实验，上清液标记的实验，上清液中有少量放射性的原因是什么？中有少量放射性的原因是什么？1、是保温时间过短，有一部分噬菌体没有、是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；上清液中，使上清液出现放射性；2、是保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内、是保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。也会使上清液放射性含量升高。结论结
8、论:DNA是遗传物质是遗传物质 假设某种假设某种病毒（例如病毒（例如烟烟草花叶病毒草花叶病毒）中不含）中不含DNADNA，只含，只含RNARNA与蛋白质与蛋白质，那，那么什么才是遗传物质呢么什么才是遗传物质呢？你可以设计怎样的实？你可以设计怎样的实验来证实？验来证实？烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）【敢于质疑】DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？三、烟草花叶病毒的感染和重建实验三、烟草花叶病毒的感染和重建实验烟草花叶病毒感染实验烟草花叶病毒感染实验RNA蛋白质蛋白质感染烟草感染烟草感染烟草感染烟草RNA酶处理酶处理实验的结论是什么？实验的结论是什么？分离分离分离分离重
9、组重组重组重组感染新的病毒新的病毒实验的结论是什么？实验的结论是什么？烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验弗伦克尔实验弗伦克尔实验遗传物质遗传物质生物类型生物类型举举 例例DNARNA一切一切生物的遗传物质都是核酸。生物的遗传物质都是核酸。细胞生物细胞生物DNA病毒病毒RNA病毒病毒细菌、细菌、真菌、动物、植物真菌、动物、植物 等等噬菌体等噬菌体等烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、HIV、SARS 等等小小 结结DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明说明DNADNA是遗传物质是遗传物质的实验证据：的实验证据：肺
10、炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验说明说明DNADNA不是唯一遗传物质不是唯一遗传物质的实验证据：的实验证据：烟草花叶病毒的重建实验烟草花叶病毒的重建实验重点内容：重点内容：1.1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4 4个实验：个实验：SS型菌的型菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加入加入R R型菌型菌注射小鼠注射小鼠RR型菌的型菌的DNA+DNADNA+DNA酶酶加入加入S S型菌型菌注射小鼠注射小鼠RR型菌型菌+DNA+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S S型菌的型菌的DN
11、ADNA注射小鼠注射小鼠SS型菌型菌+DNA+DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R R型菌的型菌的DNADNA注射小鼠注射小鼠以上以上4 4个实验中小鼠存活的情况依次是个实验中小鼠存活的情况依次是()()A.A.存活，存活，存活，死亡存活，存活，存活，死亡 B.B.存活，死亡，存活，死亡存活，死亡，存活，死亡C.C.死亡，死亡，存活，存活死亡，死亡，存活，存活 D.D.存活，死亡，存活，存活存活，死亡，存活，存活D D2 2、有人、有人试图试图通通过实验过实验来了解来了解H5N1H5N1禽流感病毒侵入家禽的一禽流感病毒侵入家禽的一些些过过程。程。设计实验设计实验如如图图：一段一段时
12、间时间后，后，检测检测子代子代H5N1H5N1病毒的放射性及病毒的放射性及S S、P P元素，元素，下表下表对结对结果的果的预测预测中，最可中，最可能能发发生的是生的是()选项选项放射性放射性S元素元素P元素元素A全部无全部无全部全部32S全部全部31PB全部有全部有全部全部35S多数多数32P、少数、少数31PC少数有少数有全部全部32S少数少数32P、多数、多数31PD全部有全部有全部全部35S少数少数32P、多数、多数31PD D3.3.甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种杂种病毒病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为产生的新一代病毒可表示为 ()D D