必修②第三章第二节《DNA是主要的遗传物质》

第三章基因的本质第一节

DNA是主要的遗传物质

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。讨论：你认为遗传物质可能具有什么特点？问题探讨作为遗传物质应该具备以下几个条件：1、在细胞的生长和繁殖过程中能够精确的复制自己；2、能储存巨大的遗传信息（即大分子化合物）；3、能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢和生物的性状；4、能在后代之间传递遗传信息；5、结构稳定，并能产生可遗传的变异。

由于蛋白质也是大分子化合物且结构复杂,所以,以前人们一直认为蛋白质是遗传物质

对遗传物质的早期推测1.20世纪20年代——蛋白质是遗传物质

氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息2.20世纪30年代后——DNA才是遗传物质

DNA是由许多脱氧核苷酸聚合形成的生物大分子

实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质肺炎双球菌体内转化实验肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验烟草花叶病毒的转化实验实验探究过程1.实验目的：研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？

2.实验材料：两种肺炎双球菌

多糖类荚膜R型菌粗糙，无荚膜，无毒S型菌光滑，有荚膜，有毒，可致死

一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡S型加热R型活菌混合S型加热R型活菌S型活菌肺炎双球菌的转化实验过程1234

为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？小鼠死亡S型加热R型活菌混合思考

实验结果格里菲思转化实验结果分析R型菌S型菌

转化S型菌

后代

实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子。此实验可以得出什么结论？

作出假设：这种转化因子就是遗传物质。在杀死的S型细菌中含有哪些物质？多糖脂类蛋白质RNADNA加热杀死的S型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？

在证明DNA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思路是什么？

必须将蛋白质、其他物质与DNA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质。

假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质”?讨论:R型细菌

二、艾弗里确定转化因子的实验（体外）R型细菌只长R型菌只长R型菌R型细菌S型菌R型细菌S型菌的DNAS型菌的蛋白质或荚膜多糖S型菌的DNA+DNA酶

实验过程：多糖脂类蛋白质RNADNADNA水解物

分别与R型活细菌混合培养RRRRR

SRS型活细菌

R

S

多数少数

DNA的纯度越高，转化就越有效艾弗里确定转化因子的实验

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子，蛋白质不是遗传物质。

DNA是遗传物质。

实验结论：证明DNA是遗传物质的两个经典实验肺炎双球菌的体内和体外转化实验噬菌体侵染细菌实验（1）噬菌体的结构模式图T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?

三、噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA..小资料:T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖.

在T2噬菌体的化学分析中,对蛋白质和DNA的进一步分析表明:

硫仅存在于蛋白质分子中,99%的磷都存在于DNA分子中.

（2）设计思路：

设法把DNA与蛋白质分开，单独地直接去观察它们的作用。32P35S

方法：放射性同位素标记法

标记DNA

蛋白质

标记第一步：分别标记细菌实验步骤设计第二步：分别标记噬菌体第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌第四步：分析实验结果，得出结论

(3)实验过程：

细菌＋含35S的培养基→

含35S的细菌细菌＋含32P的培养基→

含32P的细菌第二步：分别标记噬菌体噬菌体＋含35S的细菌→

含35S的噬菌体噬菌体＋含32P

的细菌→

含32P的噬菌体第一步：分别标记细菌噬菌体侵染细菌的过程第三步：标记的噬菌体分别侵染细菌吸附注入合成组装释放噬菌体侵染细菌的动态过程：动画侵入别的细菌侵入合成吸附组装释放吸附侵入合成组装释放离心离心蛋白质含35S的噬菌体+细菌(未标记)上清液(T2噬菌体颗粒)--含放射性物质35S沉淀被感染的细菌和新形成的噬菌体--未检测到35S说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内离心①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质②用放射性同位素32P标记内部DNADNA含32P的噬菌体+细菌(未标记)(T2噬菌体颗粒)--未检测到32P被感染的细菌和新形成的噬菌体中--检测到32P说明DNA进入到细菌内去了离心第四步：分析实验结果，得出结论实验放射性高无放射性无放射性放射性高放射性低有放射性

蛋白质没有进入细菌细胞

DNA进入到细菌的细胞中

DNA才是真正的遗传物质

在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,也就是说,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此DNA才是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明:两个经典实验比较直接分离同位素标记法S型细菌的分离物质分别与R型细菌混合培养相互对照分别标记噬菌体DNA和蛋白质的两组实验相互对照设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究各自不同的遗传功能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能有效证明蛋白质不是遗传物质（蛋白质没有进入细菌体内）

目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。DNA—主要的遗传物质

DNA是唯一的遗传物质吗？实验探究

烟草花叶病毒（TMV）是基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA，请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。实验结果出现病斑不出现病斑实验结果四、生物的遗传物质生物种类动物植物真菌细菌和蓝藻病毒DNA病毒RNA病毒遗传物质是DNA遗传物质是RNA结论：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。生物界细胞生物非细胞生物RNA病毒:艾滋病病毒(HIV逆转录)、流感病毒（如禽流感，猪流感，现称甲型H1N1病毒，逆转录）、SARA（不逆转录）毒、登革热病毒、甲肝病毒、烟草花叶病毒及类病毒等噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等原核生物:细菌、支原体、衣原体、蓝藻、放线菌等真核生物:植物、动物、原生生物、真菌遗传物质是RNA遗传物质是DNA朊病毒:蛋白质

小结：1、一切生物的遗传物质是核酸2、细胞内既有DNA，又有RNA的生物，遗传物质是

DNA3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质总结：

DNA是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质作为遗传物质应具备的条件：2、能够自我复制，使前后代保持一定的连续性3、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状4、能够产生可遗传的变异1、分子结构具有相对的稳定性归纳总结列表比较DNA是主要的遗传物质的实验证据从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质和多糖，分别与R型活细菌培养液混合培养仅加入DNA，才能使R型活细菌转化为S型，且能遗传。用DNA酶处理的DNA失去转化作用DNA是遗传物质,蛋白质等物质不是用同位素32P标记DNA，35S标记蛋白质，来证明只有噬菌体的DNA进入细菌体内，完成遗传作用带有同位素32P的DNA进入细菌内完成遗传作用DNA是遗传物质从烟草花叶病毒中提取RNA和蛋白质，分别感染烟草只有RNA才能感染烟草RNA是遗传物质①设计思路都是:设法把DNA(RNA)与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA(RNA)的作用②都遵循了对照原则一、肺炎双球菌的转化实验1、格里菲思实验（体内）结论：S型菌具有“转化因子”2、艾弗里实验（体外）结论：转化因子是DNA，DNA是遗传物质二、噬菌体侵染细菌的实验结论：DNA是遗传物质三、烟草花叶病毒的实验结论：RNA是遗传物质四、大量实验得出DNA是主要的遗传物质

第一节DNA是主要的遗传物质例：病毒的遗传物质是（）人的遗传物质是（）A、DNAB、RNAC、DNA和RNAD、DNA或RNADA1．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（

）A．R型肺炎双球菌B．加热杀死后的R型肺炎双球菌C．加热杀死后的S型肺炎双球菌D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合D练习:2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是()：它的含量很少它不能自我复制C.它与新陈代谢无关

D.它的种类很多

B