3.1 DNA是主要的遗传物质（共36张PPT）

(共36张PPT)
第3章
第1节
DNA是主要的遗传物质
荧光水母
荧光猪
荧光猪会发出与水母同样的绿色荧光，是因为科学家将发光水母中与发出绿色荧光有关的遗传物质导入了猪的细胞中。荧光猪身上具有了水母的某些性状表现，归根结底离不开遗传物质对生物体性状的控制。遗传物质到底是什么呢？
1
提出“遗传因子”，并总结遗传规律
孟德尔
2
把“遗传因子”命名为基因
约翰逊
3
提出基因在染色体上的假说
萨
顿
4
实验证明基因位于染色体上
摩尔根
科学家发现：染色体的主要组成成分是
DNA和蛋白质
5
DNA
?
蛋白质
大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
“我们表示怀疑！”
艾弗里
赫尔希
格里菲思
蔡斯
DNA是遗传物质的证据
噬菌体侵染细菌的实验
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
格里菲思
艾弗里
赫尔希
蔡斯
粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
1928年，格里菲思用两种不同类型的
肺炎链球菌
去感染小鼠。
光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
S型细菌
R型细菌
S
R
二、肺炎链球菌的转化实验（体内）
肺炎链球菌
R型菌
（菌落粗糙）
S型菌
（菌落光滑）
肺炎链球菌体内转化实验过程
结论：
R型细菌无毒
S型细菌有毒
加热杀死的S型细菌无毒
R型细菌
S型细菌
转化
死S型
注射
S型
活细菌
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第二组
注射
R型
活细菌
小鼠不死亡
第一组
注射加热致死的S型细菌
小鼠不死亡
第三组
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第四组
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
注射
S型
活细菌
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第二组
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
第四组
将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射
思考讨论：
1、为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？
2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？
３、该实验可得到什么结论？该实验能否证明DNA是遗传物质？
结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——
转化因子
该实验不能证明DNA是遗传物质。
多糖
脂质
蛋白质
RNA
DNA……
多糖
蛋白质
RNA
DNA
脂质
S型细菌
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。
这种转化因子究竟是什么物质呢？
有R型细菌的培养基
S型细菌的细胞提取物
第一组
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第二至第四组
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
S型细菌的细胞提取液
第五组
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
二、肺炎链球菌的转化实验（体外）
实验过程归纳
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
注意：
1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；
二、肺炎链球菌的转化实验
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
那么，有没有比细菌更为简单的实验材料，还能够把蛋白质和DNA彻底分开？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
思考：有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开，单独去观察它们的作用呢？
三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年
1.T2噬菌体
专门寄生在大肠杆菌体内，由头部（含DNA）和尾部组成
侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
2.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
吸附
注入
DNA复制和蛋白质合成
组装
释放
三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年
3、研究方法：
放射性同位素标记技术
C、H、O、N、S
C、H、O、N
、P
（标记35S
）
（标记32P）
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
资料：
在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明：S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。
如何单独获得只有35S或32P标记的T2噬菌体？
35S标记的噬菌体
32P标记的噬菌体
标记T2噬菌体方法：
在分别含有放射性同位素32P
和35S的培养基中培养大肠杆菌
分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
1、先培养细菌
2、再培养噬菌体
直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
×
制备含有放射性标记噬菌体过程示意图
离
心
含35S培养基
含35S大肠杆菌
噬菌体侵染含35S大肠杆菌
含35S噬菌体
含32P培养基
含32P大肠杆菌
噬菌体侵染含32P大肠杆菌
含32P噬菌体
（1）分别在含有放射性同位素35S和放射发现位素的32P的培养基上培养大肠杆菌。
（2）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记的噬菌体或DNA含有32P标记的噬菌体。
（3）分别用35S
或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年
4、实验步骤：
搅拌的目的：
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心的目的：
让上清液中析出T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
结果说明：
侵染大肠杆菌时T2噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外
结果说明：
侵染大肠杆菌时T2噬菌体的DNA进入细菌的细胞中
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，DNA才是噬菌体的遗传物质。
噬菌体侵染细菌的实验表明
实验结论：DNA是遗传物质
三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年
4、实验结论：
可能搅拌不充分。仍有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面。
三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年
可能保温时间过长。噬菌体在大肠杆菌内增殖后，子代噬菌体释放出来。
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
DNA是所有生物的遗传物质吗？
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。
四、RNA是遗传物质的实验证据
感染
烟草
感染
烟草
出现病斑
不出现病斑
实验结论：烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是RNA
蛋白质
RNA
分
离
烟草花叶病毒（RNA和蛋白质）
烟草花叶病毒侵染实验
SARS病毒
艾滋病病毒（HIV）
少数病毒的遗传物质是RNA
COVID--19
流感病毒
埃博拉病毒
【归纳】不同生物遗传物质的区别
生物类型
核酸种类
遗传物质
实例
有细胞结构的生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
动物、植物、真菌
原核生物
蓝藻、乳酸菌等
无细胞结构的生物
DNA病毒
DNA
DNA
T2噬菌体
RNA病毒
RNA
RNA
烟草花叶病毒
绝大多数生物的遗传物质是
，只有少数生物的遗传物质是
。所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
RNA
小结
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
（2）烟草的遗传物质是什么？
DNA
1.（1）动物和人体的遗传物质是什么？
（3）细菌的遗传物质是什么？
（4）一切生物的遗传物质是什么？
（5）病毒的遗传物质是什么？
核酸（DNA或RNA）
课堂练习：
2.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，不正确的是(　　)
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
C