第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质

1、第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质学习目标知识目标 掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及 从实验中得出的结论。 通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。情感目标 概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。 20世纪30年代人们认识到 蛋白质 是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 20世纪20年代 人们认识到 DNA 是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子 脱氧核苷酸有4种，每种有一个特定的碱基。蛋白质是生物体的遗传物质。蛋白质是遗传物质的观点占主导地

2、位。遗传物质的早期推测一、导入新课1. 分子结构具有相对的稳定性2. 能够自我复制，使前后代保持一定的连续性3. 能够贮存大量的遗传信息4. 能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状作为遗传物质，必须具备的特点：1928，英国科学家格里菲思（F.Griffith）类型 S型菌 R型菌菌落 光 滑 粗 糙菌体有多糖类的荚膜无多糖类的膜毒性有毒性，可致死 无毒性肺炎双球菌：可引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物二、肺炎双球菌的转化实验活S型菌活R型菌S型菌(加热)S型菌(加热)+R型菌 注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内(体内有S型活菌)鼠死(体内有S型活菌)鼠活鼠活鼠死S菌能使小白鼠致病死

3、亡R菌无毒性加热杀死的S菌不使小白鼠致死死亡的S菌能使R菌转化为S菌1、体内转化实验的过程和结果对实验结果的解释无毒性的R型活细菌有毒性的S型活细菌后代转化与加热杀死的S型菌混合+转化的性状是可以遗传的+ 死的S型细菌具有某种活性物质(转化因子)，可使R型细菌转化为S型细菌。推论第四组实验艾弗里证明DNA是遗传物质的实验 1944 2、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验 1944艾弗里转化实验(体外转化)只有加入DNA，R型菌才转化为S型菌，DNA是“转化因子”结论：由肺炎双球菌转化实验可知：DNA是遗传物质S型活细菌 分别与R型活细菌混合培养RRRRRRS多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA D

4、NA水解物实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。（纠正了一个生物界的错误的普遍共识）思考：（1）、加入DNA酶的组意图何在？（2）、分析实验结果，能得出什么结论？将DNA分解艾弗里的实验思路肺炎双球菌（S型细菌和R型细菌）、细菌培养基将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合培养。观察其后代有无S型细菌出现。实验步骤：预期结果：实验结果：分析结论：只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌DNA是遗传物质提出问题：S型细菌中的哪种物质是转化因子作出假设：DNA或蛋白质是转化因子实验材料：DNA是使

5、R型菌产生稳定遗传变化的物质肺炎双球菌转化实验分析体内转化实验体外转化实验实验者格思菲思艾弗里及同事培养细菌小鼠(体内)培养基(体外)实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系1.所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌2.体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA3.两个转化实验都遵循对照原则 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。思考：1、那

6、么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？ 设法把DNA和蛋白质分开，然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用。实验中最关键的设计思路：2、有没有比细菌更为简单的实验材料？艾弗里实验的结论足以让所有科学家信服吗？为什么？三、噬菌体侵染细菌的实验赫尔希 蔡斯病毒：是一类没有细胞结构的生物。结构非常 简单，化学成分只含蛋白质和核酸1、病毒分类细菌病毒：噬菌体动物病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、SARS病毒、乙肝病毒植物病毒：烟草花叶病毒按寄主分按遗传物质分DNA病毒：噬菌体RNA病毒：流感病毒、天花病毒、HIV病毒、SARS病毒、乙肝病毒噬菌体的结构模式图T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA.2、

7、实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌结构特点： 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA 在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自宿主大肠杆菌 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。 噬菌体大肠杆菌3、T2噬菌体的繁殖含35S4、噬菌体侵染细菌的过程（1）培养含放射性同位素的噬菌体含32P 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的噬菌体搅拌后离心沉淀物放射性很低上清液放射性很高35S标记噬菌体35S噬菌体与细菌混合新形成的噬菌体中没检测到35S（2）、噬菌体侵染细菌过程小结：T2

8、噬菌体的蛋白质外壳并没进入大肠杆菌内，也没遗传给子代噬菌体。细菌裂解离心后32P标记噬菌体32P噬菌体与细菌混合离心后上清液放射性很低沉淀物放射性很高新形成的噬菌体中检测到32P搅拌后离心噬菌体侵染细菌过程小结：T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌内,并且遗传给子代噬菌体。结论：在噬菌体亲代与子代之间具有连续性的是DNA，而不是蛋白质。即DNA是真正遗传物质。细菌裂解噬菌体比大肠杆菌轻5、噬菌体侵染细菌实验的检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性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“放射性很高” 沉淀物“放射性很

9、高”？沉淀物也有放射性上清液也有放射性分离不完全(噬菌体蛋白质外壳)释放出来的、未侵染的噬菌体/释放的/未侵染的)很高很低很低很高第二组实验6、实验结果及结论：第一组 实验亲代噬菌体32P标记DNA35S标记蛋白质大肠杆菌内有32P标记DNA无35S标记蛋白质子代噬菌体DNA有32P标记外壳蛋白质无35S实验结论DNA分子具有连续性，是遗传物质结论：噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的传递的。才是真正的遗传物质。DNA是唯一的遗传物质吗？流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？敢于质疑 如果你是科学家，请

10、设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。课堂延伸实验探究蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 RNA病毒的遗传物质是RNA烟草花叶病毒重建实验细胞结构生物原核生物真核生物遗传物质是DNA非细胞结构生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：生物总结4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。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DNA是遗传物质。3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、S

11、ARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA。1、一切生物的遗传物质是核酸。课堂总结染色体DNA蛋白质肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒少数的遗传物质是RNADNA是主要的遗传物质DNA是遗传物质DNA主要存在于染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体。 2、关于遗传物质的叙述，正确的是()A遗传物质是染色体的组成成分，但不是染色质的组成成分B没有DNA的生物，也就没有遗传物质C原核生物的遗传物质是RNAD凡有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA1、为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为()A用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌B用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌C将一组噬菌体用32P和35S标记D一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳DD课堂练习3