1、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？第三章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质基 因 的 本 质19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了：生物的性状是由遗传因子（基因）控制的。20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于染色体上。20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。遗传物质是什么呢？基 因 的 本 质氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合
2、而成的生物大分子没发现其他大分子有类似的结构特点。蛋白质是生物体蛋白质是生物体的遗传物质。的遗传物质。意识到DNA的重要性，但对DNA结构没有清晰认识。蛋白质是遗传物质的蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。观点占主导地位。2020世纪世纪2020年代年代 2020世纪世纪3 30 0年代年代四核苷酸假说基 因 的 本 质大多数科学家认为大多数科学家认为蛋白质是遗传物质蛋白质是遗传物质“我们表示怀疑！我们表示怀疑！”艾弗里赫尔希格里菲思肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺肺炎炎链链球球菌菌无荚膜无荚膜菌落菌落粗糙粗糙有荚膜有荚膜菌落菌落光滑光滑有毒性有毒性
3、R型菌型菌多糖类荚膜多糖类荚膜S型菌型菌无毒性无毒性实验材料：实验材料：小鼠小鼠、两种肺炎两种肺炎链链球菌球菌 荚膜是某些细菌的细胞外的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的可抵抗吞噬，利于细菌在宿主体内生活并繁殖。（一）格里菲思的肺炎链球菌（一）格里菲思的肺炎链球菌（体内体内）转化实验转化实验第四组第二组第三组肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验注射R型活细菌小鼠不死亡第一组注射S型活细菌小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌注射加热致死的S型细菌小鼠不死亡小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌将R型活细菌与
4、加热致死的S型细菌混合后注射R型活菌第一组S型活菌第二组致死的S菌第三组第四组R菌与致死的S型菌混合加热杀死的S型菌中，含有某种促R型活菌转化为S型菌的活性物质“转化因子”这种转化因子究竟是什么物质呢？对比一、二组实验现象，这说明了什么？什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？由于体内有活的S型细菌的作用。活的R型细菌转变成了活的S型细菌。加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。格里菲思的实验：第四组小鼠为什么会死亡呢？第四组活的S型细菌如何出现？S型活细菌会使小鼠死亡。肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验多糖脂质 蛋白质RNA DNA多糖蛋白质RNAD
5、NA脂质S型细菌要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？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。先去除大量糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验肺炎链球菌的肺炎链球菌的（体外）（体外）转化实验转化实验有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）“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。同
6、时证明了蛋白质等不是遗传物质。肺炎链球菌的肺炎链球菌的（体外）（体外）转化实验转化实验这个实验的设计遵循哪些原理？单一变量原则和对照原则。其巧妙之处是什么？运用“减法原理”与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这利用了“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”。实验中的加减法原理基因重组基因重组R型细菌转化为型细菌转化为S
7、型细菌的型细菌的本质：本质：S型细菌型细菌荚膜荚膜控制荚膜形控制荚膜形成的成的X基因基因加热加热杀死杀死被破坏的被破坏的S型细菌型细菌X基因吸附基因吸附在在R型型细细菌菌表面表面X基因基因进入进入R型细菌型细菌重组重组R型型细细菌菌转 化 成转 化 成 S型型细细菌菌注意注意：只是：只是少数少数R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌型细菌判断：在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，有大量的R型菌菌落肺炎链球菌的肺炎链球菌的（体外）（体外）转化实验转化实验肺炎链球菌的肺炎链球菌的（体外）（体外）转化实验转化实验 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的纯DNA（0.
8、02%蛋白质）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，完成了另一个有说服力的实验。噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来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。T2噬菌体的遗传物质到底是
9、蛋白质还是DNA呢？蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C C、H H、O O、N N、S SC C、H H、O O、N N、P P 用32P标记用35S标记同位素标记法噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验侵入别的细菌注入复制、合成吸附组装释放吸附注入复制、合成组装释放 噬菌体侵染细菌的过程噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验那该怎么标记噬菌体呢？可以直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体吗 不不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，应用含被标记的大肠杆菌培养基培养噬菌体。应用含被标记的大肠杆菌培养
10、基培养噬菌体。先标记大肠杆菌大肠杆大肠杆菌菌+含含35S的的培养基培养基含含35S的的大肠杆大肠杆菌菌大肠杆大肠杆菌菌+含含32P的的培养基培养基含含32P的的大肠杆大肠杆菌菌再标记T2噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含35S的大肠杆的大肠杆菌菌含含35S的的T2噬菌体噬菌体T2噬菌体噬菌体+含含32P的大肠杆的大肠杆菌菌含含32P的的T2噬菌体噬菌体培养基，是指供给微生物、植物或动物（或组织）生长繁殖的，由不同营养物质组合配制而成的营养基质。一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等几大类物质。噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验标
11、记的噬菌体标记的噬菌体侵染大肠杆菌侵染大肠杆菌短短时间时间保温保温后后搅拌搅拌离心离心搅拌使吸附在细菌上的搅拌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离噬菌体与细菌分离保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。离心的目的是让离心的目的是让上清液中析上清液中析出重量较轻的出重量较轻的T2噬菌体噬菌体颗粒颗粒，而而离心管的沉淀物中留下被离心管的沉淀物中留下被感染的感染的大肠杆菌。大肠杆菌。噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验用用35S标记标记的的噬菌体噬菌体与大肠杆菌与大肠杆菌混合混合经短时间经短时间保温保温后后用搅拌器用搅拌器搅
12、拌搅拌离心离心检测上清液检测上清液和和沉淀物沉淀物中的放射性物质中的放射性物质细菌裂解后检测细菌裂解后检测子代子代噬菌体噬菌体的放射性的放射性上清液放射性很上清液放射性很高高沉淀物放射性很沉淀物放射性很低低子代噬菌子代噬菌体中体中无无35S不能证明蛋白质不是遗传物质。说明T2噬菌体中的蛋白质没有进入大肠杆菌。沉淀物放射性很沉淀物放射性很低低搅拌不充分，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。35S标记的标记的噬菌体噬菌体上清液放射性很上清液放射性很高高噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验32P标记的标记的噬菌体噬菌体说明T2噬
13、菌体中的DNA进入了大肠杆菌。说明DNA是真正的遗传物质子代噬菌子代噬菌体中含体中含32P用用32P标记标记的的噬菌体噬菌体与大肠杆菌与大肠杆菌混合混合经短时间保温后经短时间保温后用搅拌器用搅拌器搅拌搅拌离心离心检测上清液检测上清液和和沉淀物沉淀物中的放射性物质中的放射性物质细菌裂解后检测细菌裂解后检测子代子代噬菌体噬菌体的放射性的放射性上清液放射性很低上清液放射性很低沉淀物放射性很沉淀物放射性很高高沉淀物放射性很沉淀物放射性很高高上清液放射性很低上清液放射性很低培养（保温）时间过短，培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；部分噬菌体还未侵染细菌；培养（保温）时间过长，培养（保温）时间过
14、长，部分子代噬菌体已经释放。部分子代噬菌体已经释放。噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验35S标记的噬菌体32P标记的噬菌体上清液沉淀物子代噬菌体结论有放有放1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？个体小，结构简单，细菌个体小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。变导致的结构和功能的变化。繁殖快，细菌繁殖快，细菌20-30min就就可繁殖一代，病毒短时间内可繁殖
15、一代，病毒短时间内可大量繁殖。可大量繁殖。噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验噬 菌 体 侵 染 细 菌 的 实 验2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等）类、脂质、蛋白质等）3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们
16、的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？艾弗里艾弗里采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。采用的主要技术手段：细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希赫尔希采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提采用的主要技术手段：噬菌体培养技术、同位素标记技术、物质的提纯和分离技术等。纯和分离技术等。启示：启示：科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。DNA是主要的遗
17、传物质只有DNA是遗传物质吗？流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒新型冠状病毒下面这些生物的遗传物质是什么？DNA是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质烟草花叶病毒（TMV）只含蛋白质和RNA结论：结论：RNA是烟草花叶病毒的是烟草花叶病毒的遗传物质遗传物质蛋白质蛋白质RNA 分别侵染健康烟草植株分别侵染健康烟草植株得到全新病毒得到全新病毒不能得到病毒不能得到病毒 ：RNA蛋白质蛋白质患病患病不患病不患病DNA是主要的遗传物质DNA是主要的遗传物质 就整个生物界来说，绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质；但对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA。格里菲斯的体内转
18、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是主要的遗传物质疯 狂 刷 题 i n g1.枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中 提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结 果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是（）A.多肽 B.多糖 C.组氨酸 D.DNA D2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明（
19、）A.DNA是遗传物质C.病毒中有DNA，但没有蛋白质AB.遗传物质包括蛋白质和DNAD.细菌中有DNA，但没有蛋白质疯 狂 刷 题 i n g3.T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量 噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。试分析子代噬菌体 的蛋白质外壳的来源。实验实验表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌表明，噬菌体在感染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内的主要是内的主要是DNA，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。，而大多数蛋白质却留在大肠杆菌的外面。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是因此，大肠杆菌
20、裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬利用亲代噬菌体的遗传信息，菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质来合成蛋白质外壳的。外壳的。疯 狂 刷 题 i n g4.结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌休侵染细菌的实验。分析DNA作为遗传物质所具备的特点。肺炎肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精能够精确地复制自己确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力具有贮存遗传信息的能力；结构比较结构比较稳定等稳定等。疯 狂 刷 题 i n g5.下列关于生物遗传物质的叙述中，正确的是()A细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA B所有生物的遗传物质都是DNA C具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA D生物的遗传物质是DNA或RNA，具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA D6.下列关于遗传物质的说法，错误的是()真核生物的遗传物质是DNA 原核生物的遗传物质是RNA 细胞核的遗传物质是DNA 细胞质的遗传物质是RNA HIV病毒的遗传物质是DNA或RNA A B C DC完美撒花感谢聆听
