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1、重难点：肺炎链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 第三章第三章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质孟德孟德尔通通过豌豆豌豆实验证明了生物的明了生物的性状是由性状是由控制。控制。染色体染色体摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于上。蛋白蛋白质和和DNADNA科学家发现：染色体主要组成成分：。遗传因子谁是是遗传物物质20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物学界激烈的争论。1、遗传物质可能具有什么特点？遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，传递给下
2、一代等。2、证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？同位素标记法、分离提纯法等。问题探讨 20世纪20年代，人们认识到人体内的蛋白质是由20种氨基酸通过脱水缩合而来，而且氨基酸多种多样的排列顺序中可能蕴藏着遗传信息。一、对遗传物质的早期推测腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸ATGC 20世纪30年代，科学家已经发现DNA由4种脱氧核糖核苷酸连接而成。但没有引起足够的重视。“蛋白质是遗传物质”的看法依然占主导地位。20世纪中叶，染色体由蛋白质和DNA组成已经为人们所知，但是对于谁是遗传物质仍然存在争议。任务一：探究遗传物质是DNA还是蛋白质？方法一：把两种物质分
3、开方法二：去掉某种物质.形成的菌落表面形成的菌落表面粗糙（Rough)无多糖荚膜 无毒性 形成的菌落表面形成的菌落表面光滑（Smooth）有多糖荚膜 有毒性多糖荚膜S型细菌R型细菌SR肺炎链球菌（一）肺炎链球菌的转化实验（一）肺炎链球菌的转化实验（1）格里菲思肺炎链球菌的）格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验体内转化实验 R 型菌型菌 S 型菌型菌实验材料：实验材料：R型型 和和 S型型肺炎链球菌肺炎链球菌第一组不死亡说明R型细菌无毒第二组死亡说明S型细菌有毒第三组不死亡说明加热致死的S型细菌无毒第四组死亡说明R型细菌转化成了S型细菌注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热致死的S型细菌将R型活细菌与
4、加热致死的S型细菌混合后注射实验过程：实验过程：注意注意：只是：只是少数少数R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌型细菌从小鼠体内分离出S型活细菌 从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以判断：已经被加热杀死的已经被加热杀死的S型细菌，型细菌，含有某种促使含有某种促使R型活细菌转化为有毒性的型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的活性物质型活细菌的活性物质“转化转化因子因子”。R型菌 S型菌 转化因子转化因子 S型菌 后代“谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质”（1928年，格里菲思）已经加热致死的已经加热致死的S型细菌，含有某种促使型细菌
5、，含有某种促使R型活型活细菌转化为细菌转化为S型活细菌的活性物质型活细菌的活性物质“转化因子转化因子”。（教材（教材P43）实验结论：实验结论：(一）肺炎链球菌的转化实验一）肺炎链球菌的转化实验（1）格里菲思肺炎链球菌的）格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验体内转化实验1.在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有()有毒的R型活细菌 无毒的R型活细菌有毒的S型活细菌 无毒的S型活细菌A B C DB当堂检测 R型菌 S型菌 转化因子转化因子 S型菌 后代？“谁在转化实验中起作用”，“转化因子究竟是什么物质”思考：运用“减法原理
6、”，把每个实验组特异性地去除了一种物质后，观察实验结果的变化。关键思路：S型细菌的化学组分图型细菌的化学组分图多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质DNARNA多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质DNARNA 该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。而蛋白质不是。u遵循单一变量原则和对照原则。u其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。u最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等）结论自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”应用场景：
7、对照实验加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。（eg.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验）减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素。（eg.艾弗里的肺炎链球菌转化实验）第一组有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+第二至四组有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合混合第五组有R型细菌的培养基S型细菌的细胞提取物+混合DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）S型细菌R型细菌S型细菌R型细菌只长R型细菌肺炎双球菌体外转化实验蛋白质、RNA和脂质不是转化因子大部分糖类、蛋白质和脂质不是转化因子DNA就是转化因子(2)艾弗里艾弗里体外体外转化实验转化实验（去除糖类、蛋白质和脂质)实验结论：转化因
8、子是DNA，DNA才是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。由于艾弗里实验中提取的由于艾弗里实验中提取的DNA，纯度最高时也还有，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？仍有人表示怀疑。那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？噬菌体侵染大肠杆菌的实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验1.1.实验者：赫尔希和蔡斯2.2.实验材料：T2噬菌体，大肠杆菌 成分只有蛋白质和DNA 仅能在大肠杆菌内繁殖。繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。噬菌体侵染噬菌体侵染细菌的菌的实验4第四第四组 组装装 合合成成 注注入入 吸吸附附 释放放2
9、.噬菌体侵染细菌的过程：吸附注入合成组装释放lT2噬菌体只提供遗传物质(DNA)作为模板，脱氧核苷酸、氨基酸、ATP、酶等均由大肠杆菌提供。T2噬菌体自己把蛋白质和DNA分离了3 3、DNA和蛋白质，应分别标记哪一种元素？和蛋白质，应分别标记哪一种元素？2 2、用什么方法确定导入细菌的物质？、用什么方法确定导入细菌的物质？1 1、要证明噬菌体里面蛋白质和、要证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：谁是遗传物质，只需证明：导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质导入细菌体内的是噬菌体的哪一物质蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA 的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N
10、、P（标记（标记 35S）（标记（标记 32P）同位素标记法同位素标记法思考与讨论思考与讨论实验能否用32P和35S同时标记噬菌体？不能，因为放射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是哪种元素的放射性；若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？不能，噬菌体只能寄生在活细胞中，不能在培养基上存活。4 4、怎样将、怎样将35S和和32P标记到噬菌体的标记到噬菌体的蛋白质蛋白质和和DNA上上？大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体4 4、怎样将、怎样将35S和和32P标记到噬菌体的标记
11、到噬菌体的蛋白质蛋白质和和DNA上？上？实验材料：实验材料：噬菌体、大肠杆菌 实验步骤：实验步骤：1.标记标记大肠杆菌大肠杆菌：2.标记标记噬菌体噬菌体：3.标记的标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌：4.搅拌离心培养液搅拌离心培养液上清液（上清液（含噬菌体蛋白质外壳含噬菌体蛋白质外壳）沉淀物（沉淀物（大肠杆菌细胞中含子代噬菌体大肠杆菌细胞中含子代噬菌体）5.观察放射性观察放射性(三)噬菌体侵染细菌实验含含35S的细菌培养基的细菌培养基+大肠杆菌大肠杆菌含含35S的的大肠杆菌大肠杆菌含含32P的细菌培养基的细菌培养基+大肠杆菌大肠杆菌含含32P的的大肠杆菌大肠杆菌
12、含含35S的大肠杆菌的大肠杆菌+噬菌体噬菌体35S标记的噬菌体标记的噬菌体含含32P的大肠杆菌的大肠杆菌+噬菌体噬菌体32P标记的噬菌体标记的噬菌体噬菌体侵染细菌的实验标记的噬菌标记的噬菌体体35S离心后离心后标记的噬菌标记的噬菌体与细菌混体与细菌混合合搅拌后离搅拌后离心心上清液的放射上清液的放射性很高性很高沉淀物的放射沉淀物的放射性很低性很低在新形成的噬在新形成的噬菌体中没有检菌体中没有检测到测到35S沉淀物有少量放射性的沉淀物有少量放射性的原因：原因：搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌上，随细菌离心到沉淀物中。噬菌体侵染细菌的实验离心后标记的噬菌体与细菌混合搅拌后离心上
13、清液的放射性很低沉淀物的放射性很高标记的噬菌体32P在新形成的噬菌体中检测到32P说明：T2噬菌体中的DNA进入了大肠杆菌。说明DNA是真正的遗传物质上清液有少量放射性的原因：上清液有少量放射性的原因：1.保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内繁殖释放子代，经离心后分布于上清液。2.保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液。.DNA是遗传物质1928年 格里菲思 体内转化实验1944年 艾弗里体外转化实验1952年 赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验思考与讨论 只有DNA是遗传物质吗？烟草花叶病毒RNA蛋白质蛋白质RNA是病毒的遗传物质遗传物质除了DNA外，还有RNA。【归
14、纳】【归纳】不同生物体内遗传物质的区别不同生物体内遗传物质的区别因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。1.在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在小鼠体内出现的细菌类型有()有毒的R型活细菌 无毒的R型活细菌有毒的S型活细菌 无毒的S型活细菌A B C DB当堂检测2下列关于肺炎链球菌的转化实验的相关叙述正确的是：（）A格里菲斯体内转化实验证明了转化因子是DNAB艾弗里体外转化实验证明了DNA是生物体的主要遗传物质C艾弗里体外转化实验因缺乏对照组，故仍有人对实验结论表示怀疑D加热杀死的S型菌与活的R型菌混合注入小鼠体内，从死亡小鼠体内提取肺炎链球菌，在培养基中培养，会得到两种不同类型的菌落D当堂检测3如果用32P、35S、15N标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为（）A可以在外壳中找到35S和15NB可以在DNA中找到32P和15NC可以在外壳中找到32P、15ND可以在DNA中找到32P、35S、15NB当堂检测