培优核酸是遗传物质的证据徐玉华和日

肺炎双球菌活体转化与离体转化的比较蛋白质ＤＮＡ染色体主要成分蛋白质DNA遗传物质究竟是蛋白质，还是DNA

？实验材料：小鼠两种肺炎双球菌

一、肺炎双球菌的活体转化实验S型菌R型菌菌体有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜菌落表面光滑表面粗糙毒性能够使人患肺炎或使小鼠患败血病。有毒性无毒性1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合

后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。？思考？1.对比分析第一、二组说明什么？第二、三组说明什么？第三、四组又说明什么？2.该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？

肺炎双球菌体内转化实验结论：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”多糖脂质蛋白质RNA

DNAS型细菌在S型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子：

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。R型细菌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：二、肺炎双球菌的离体转化实验实验结论：“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）这个实验结论足以让所有科学家信服吗？思考：2．加入DNA酶的组意图何在？3．分析实验结果，能得出什么结论？1．比较第一、二、三组的实验结果，可知哪种物质是“转化因子”？课堂小结：活体细菌转化实验和离体细菌转化实验的比较

活体转化实验离体转化实验培养场所小鼠（体内）培养基（体外）实验思路用加热杀死的S型细菌及其与活的R型细菌混合后，分别注入小鼠体内将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌只有S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌实验结论S型细菌体内含有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等其它物质不是联系（1）所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌（2）两实验都遵循对照原则、单一变量原则（3）活体细菌转化实验是离体细菌转化实验的基础，离体细菌转化实验是活体细菌转化实验的延伸噬菌体侵染细菌的实验误差分析

DNA和蛋白质到底哪一个是遗传物质，尽管肺炎双球菌的离体转化实验已经证实了DNA是导致细菌转化的因子，但是，这仅仅是从一个侧面证明了DNA可以控制细菌荚膜的形成，并没有证明作为遗传物质必须具备的亲子代间的传递性。

噬菌体身体结构异常简单，简单到只有蛋白质外壳包裹着DNA构成。如果能证明噬菌体传递给后代的只有DNA而没有蛋白质，就强有力地证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是。但是噬菌体侵染细菌到底是怎样进行的呢？根据实验可以推测：噬菌体侵染细菌时，进入细菌的只有其DNA分子，但这只是一个推测，这样一个微观过程如何才能观察到？这就是赫尔希和蔡斯遇到的难题。一、噬菌体侵染大肠杆菌的过程

吸附注入合成组装释放

假言推理的基本原则是：小前提肯定大前提的后件，结论就要肯定大前提的前件；小前提否定大前提的前件，结论就要否定大前提的后件。推理的过程如下表所示：前提与结论大前提小前提结论推理过程作为遗传物质，必须能够从亲代传递给子代噬菌体的DNA传递给了子代，而蛋白质没有传递给子代所以，DNA是遗传物质，而蛋白质不是

二、噬菌体侵染细菌实验的演绎推理过程1．如何用同位素标记噬菌体的DNA或蛋白质？（1）如果有多种同位素如14C、15N、3H、32P、35S等，选择哪种元素进行标记？为什么？（2）我们怎样得到同位素标记的噬菌体？（3）如果同时用不同的同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质可以吗？为什么？（1）噬菌体的化学组成及同位素示踪法蛋白质占60%：DNA占40%：CHONSCHONP35S32S31P32P有较强放射性有较强放射性同位素示踪法：利用放射性同位素或稀有稳定核素作为示踪剂

对研究对象进行标记的微量分析方法

（2）噬菌体的标记过程先将大肠杆菌置于含对应同位素的培养基中进行培养，再用噬菌体侵染已标记的大肠杆菌。35S32P35S32P培养大肠杆菌培养噬菌体35S32P搅拌使吸附在大肠杆菌上的噬菌体脱落与大肠杆菌分离搅拌离心让悬浮液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌2．怎样使噬菌体外壳从细菌表面脱落下来？（1）如何使噬菌体外壳与细菌脱离？（2）脱离后如何把二者分开？3．观察到什么现象才能说明侵入细菌的只有噬菌体的DNA？（1）标记DNA的噬菌体侵染、处理后的结果如何？怎样解释？（2）标记蛋白质的噬菌体侵染、处理后的结果如何？怎样解释？

从理论上讲，仅用32P标记噬菌体的DNA，侵染细菌后搅拌离心，实验结果应该是只有沉淀物（细菌）具有放射性，而悬浮液不应该有放射性，这样才能说明噬菌体的DNA进入细菌体内了。仅用35S标记噬菌体外壳，侵染细菌后搅拌离心，实验结果应该是只有悬浮液（含有噬菌体外壳）具有放射性，而沉淀物不应该有放射性，这样才能说明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内。第一组第二组离心离心标记噬菌体标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌搅拌离心培养液检测放射性实验步骤三、噬菌体侵染细菌的实验误差分析1．一、二组实验的实验现象，对比一、二组实验的现象，能够得出的结论现象：第一组实验悬浮液中放射性很高。第二组实验沉淀物中放射性很高。结论：通过对一、二组实验进行对比分析可得出，噬菌体侵染大肠杆菌时,噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞的外面，而DNA进入到大肠杆菌细胞内,并且增殖出大量新的噬菌体,因此子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的，所以DNA是噬菌体的遗传物质。第一组第二组搅拌不充分，使噬菌体与大肠杆菌没有完全分离第一组35S2．理论上第一组实验的沉淀物中不存在放射性，而实际操作中沉淀物中会有少量的放射性。导致这种误差的原因是？搅拌保温时间过长噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来3．理论上第二组实验的悬浮液中不存在放射性，而实际操作中悬浮液中会有少量的放射性。导致这种误差的原因是？保温时间过短噬菌体未侵入大肠杆菌第二组32P课堂小结一、噬菌体侵染大肠杆菌的过程三、噬菌体侵染大肠杆菌实验的误差分析标记噬菌体标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌搅拌离心培养液检测放射性1．培养时间时间过长：时间太短：噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来2．搅拌不充分使部分噬菌体任吸附在大肠杆菌表面部分噬菌体遗传物质未侵入大肠杆菌二、演绎推理过程与实验结论1．蛋白质没有进入到大肠杆菌体内。2．DNA是噬菌体的遗传物质。为验证DNA是遗传物质，某同学利用R型和S型肺炎双球菌做了如下实验，下列叙述正确的是A．①②为实验组，③为对照组B．为提高转化效率，上述实验全程都应采用悬浮培养方法C．若均未出现光滑菌落，说明R型菌细胞生长状态不佳D．若“添加物质”经加热、冷却后与R型菌混合培养，①组最可能出现光滑菌落D下列关于核酸是遗传物质的证据的相关实验描述错误的是（）A．加热杀死的S型菌的DNA还具有活性B．噬菌体外壳只存在于离心后的悬浮液中C．R型菌转化成S型菌是通过基因重组实现的D．噬菌体侵染细菌的实验需要用到被标记的大肠杆菌B烟草花叶病毒的感染和重建实验这些病毒只含有RNA和蛋白质

有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白质，它们的遗传物质又是什么呢？HIV病毒SARS病毒烟草花叶病毒实验目的：探究烟草花叶病毒的遗传物质烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，它有一圆筒状的蛋白质外壳，由很多相同的蛋白质亚基组成；内有一单链RNA分子，沿着内壁在蛋白质亚基间盘旋着。约含有6%的RNA和94%的蛋白质。烟草花叶病毒TMVRNA蛋白质左：正常烟叶右：病叶实验材料：请同学们阅读必修2P.51“烟草花叶病毒感染和重建实验”内容，如何设计实验探究其遗传物质是RNA还是蛋白质？该实验可以分为几个小实验？有怎样的实验设计思路？每个小实验的过程、结果及结论怎样？实验过程：病斑病斑烟草花叶病毒感染和重建实验实验结论：烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。小试牛刀感染设计思路：将病毒的蛋白质和RNA分开，单独研究其在遗传中的作用。(3)烟草花叶病毒的RNA＋RNA酶

烟草(1)(2)→烟草不感染病毒烟草花叶病毒感染和重建实验小试牛刀病斑实验结论：来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系重建设计思路：分别来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草。这些病毒只含有RNA和蛋白质

有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白质，它们的遗传物质是RNA。HIV病毒SARS病毒烟草花叶病毒烟草花叶病毒的感染和重建实验证明了含RNA的生物中，RNA是遗传物质？讨论分析：真核细胞和原核细胞同时含有DNA和RNA，遗传物质都是DNA，而不是RNA课堂小结生物体内核酸种类及遗传物质类型生物类型核酸种类核苷酸种类遗传物质实例细胞结构的生物

真核生物DNA和RNA8种DNA人、果蝇、玉米原核生物

DNA和RNA

8种

DNA肺炎双球菌、大肠杆菌非细胞结构的生物

DNA病毒DNA4种DNAT2噬