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1、 第三章 基因的本质 第一节 DNA是主要的遗传遗传 物质质 科学家们通过分析发现：染色体中含 有DNA和蛋白质两种成分。 生物体的遗传物质是DNA还是蛋白质呢？ 对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测 20世纪二三十年代人们对蛋 白质和DNA的认识水平如何？ 当时认为遗传物质是哪种物 质？为什么会有这样的观点？ 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转化实验 细 菌 的 结 构 DNADNA 细胞质细胞质 荚膜荚膜 细胞壁细胞壁 细胞膜细胞膜 请同学们阅读教材P43 ，并思 考以下问题： 肺炎双球
2、菌的转化实验分哪几个步 骤?各看到哪些现象？ 第四组的实验结果说明了什么？ 一一 、格里菲思的实验、格里菲思的实验： 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 1 2 3 4 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 细菌发生转化，性状的转化可以遗传。 S型活菌 S型活菌 S型加热 R型活菌 混合 后代 转化 R型活菌 R型活菌 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 格里菲思实验的结论是什
3、么? 在杀死的S型细菌中含有哪些物质？ 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 但究竟哪一个才是转化因子呢？ 如何设计实验才可以验证出到底 哪种物质是转化因子呢？ 方法：必须把S型细菌中的物质分开研 究，从而单独、直接地观察它们的作用， 才能确定究竟谁是转化因子。 二、艾弗里确定转化因子的实验 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。 提出问题 实验方案: 2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否 有S型细菌出现. 1、从活的S型细菌中分离，提
4、取出各种成分， (DNA、蛋白质和多糖 等物质) DNA蛋白质和其他物质谁是遗传物质? 作出假设: 实施方案 验证预测 预期效果: DNA是遗传物质 只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌 分析结论 实验材料: 两种类型的肺炎双球菌(R型和S型) R型细菌 二、 艾弗里确定转化因子的实验 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DNA S型菌的 蛋白质或荚膜多糖 S型菌的 DNA+DNA酶 由此实验结果我们可以猜 测到什么物质才是转化因子呢 ? DNA是使R型细菌产生稳定遗传变 化的物质，DNA是转化因子。 实验结论： （1）噬菌体的结构模式图 T T2
5、2 噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?DNA? 三、 噬菌体侵染细菌的实验 T T2 2 噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA 蛋白质 外壳 DNA 病毒结构示意图 思考与讨论 噬菌体侵染细菌包括哪几个过程? 噬菌体侵染细菌的过程 噬菌体侵染细菌的动态过程： 侵入别的细菌 注入合成 吸附 组装 释放 吸附 注入合成组装释放 1952年赫尔希和蔡斯设 计了一个巧妙实验：用放射 性同位素标记和测试。 同位素标记法同位素标记法 蛋白质的组成元素： DNA的组成元素： C、H、O、N、S C、H、O、N 、P （标记（标记32 32P P） ） （标记（标记
6、35 35S S ） 标记噬菌体方法：标记噬菌体方法： vv在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素32 32P P 和和35 35S S的培 的培 养基中培养细菌养基中培养细菌 vv分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养T T 2 2 噬菌体，制备噬菌体，制备 含含32 32P P的噬菌体和含 的噬菌体和含35 35S S的噬菌体 的噬菌体 离心 离心 实验过程及结果： 第一组第一组 实验实验 第二组第二组 实验实验 亲代亲代 噬菌体噬菌体 35 35 S S标记 标记 蛋白质蛋白质 32 32 P P标记 标记 DNADNA 寄主寄主 细胞内细胞内 无35S标记 蛋白质 无32P标记 D
7、NA 子代子代 噬菌体噬菌体 外壳蛋白 质无35S DNA有32P 标记 实验实验 结论结论 DNA分 子具有 连续性 ，是遗 传物质 T T 2 2 噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留 在细菌外面,而DNA进入到细菌体内, 在 DNA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。 噬菌体侵染细菌的实验表明: 因此,DNA才是真正的遗传物质。 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 ？ 遗传物质的类型 分析“烟草花叶
8、病毒重建实验” 实验证明：烟草花叶病毒（TMV）的遗传物 质是RNA (TMV） 蛋 白 质 RNA 思考: DNA或RNA DNA DNA 2、烟草的遗传物质是什么？ DNA 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 生物体遗传物质总结归纳： 1、有细胞结构的生物（原核、真核生物） - DNA 2、无细胞结构的生物（即病毒） - DNA或RNA 核酸是一切生物的遗传物质，核 酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核 酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA 作为遗传物质的。 因此DNA是主要的遗传物质。 总括
9、1.细菌和病毒作为实验材料，具有的优 点是： （1）个体很小，结构简单，容易看出 因遗传物质改变导致的结构和功能的变 化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结 构，只有核酸和蛋白质外壳。 （2）繁殖快。细菌2030 min就可繁殖 一代，病毒短时间内可大量繁殖。 P46思考与讨论答案 2.最关键的实验设计思路是设法把 DNA与蛋白质分开，单独地、直接地 去观察DNA或蛋白质的作用。 3.艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技 术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的 主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标 记技术，以及物质的提取和分离技术等。 科学成果的取得必须有技术手段做保证， 技术的发展需要以
10、科学原理为基础，因此，科 学与技术是相互支持、相互促进的。 例：病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ） A、DNA B、RNA C、DNA和RNA D、DNA或RNA D A 1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的 是（ ） AR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.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球 菌的转化实验，证实了（ ） DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质 DNA能产生可遗传的变异 A B. C. D. A 3.噬菌体侵染细菌
11、的实验证明了（ ） ADNA是主要的遗传物质 B DNA和蛋白质是遗传物质 CDNA是 遗传物质 DRNA是遗传物 质 C 5.一切生物的遗传物质是:( ) A.核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白质 4.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质 需要:( ) A.噬菌体的DNA和氨基酸 B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 C.细菌的DNA和氨基酸 D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸 B A 课后思考题： 作为遗传物质，该具备那些特点？ 小资料: T T 2 2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌 体内的病毒,T T 2 2 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
12、成成分,从而进行大量的 繁殖. 我饿！我要吃吃吃 同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定 性核素）及它们的化合物，与自然界存在 的相应普通元素及其化合物之间的化学性 质和生物学性质是相同的，只是具有不同 的核物理性质。因此，就可以用同位素作 为一种标记，制成含有同位素的标记化合 物（如标记食物，药物和代谢物质等）代 替相应的非标记化合物。 一般人对病毒的理解往往是负面的，因 为无论是口蹄疫、疯牛病还是非典、禽 流感或是肝炎、艾滋病，病毒给人类带 来了巨大的损失和灾难。然而，病毒也 并非一无是处，它也有对人类有益的一 面。 病毒是一类特殊的微生物，化学组成 简单，按宿主不同可分为动物病毒、植 物病
13、毒和微生物病毒。病毒形体极其微 小，只有在电子显微镜下才能观察到， 而且只能利用宿主细胞才能进行增殖。 科学家在努力寻找对付病毒办法的同时，也 发现了病毒的用途。 柯萨奇病毒是一类常见的经呼吸道和消化 道感染人体的病毒，感染后人会出现发热、 打喷嚏、咳嗽等感冒症状。澳大利亚科学家 最新实验发现，利用柯萨奇病毒可以精准地 杀死乳腺癌的癌细胞，而不伤害人体正常细 胞，而用化疗和放疗治疗癌症的过程中，正 常的人体细胞也会受到“株连”。 新加坡科学家曾发现，植物杆状病毒“穿梭 ”肠胃时不会被分解，它的这一特性可以使其 作为口服疫苗的载体。 病毒还可以应用到农业生产中，做成特效杀 虫剂，目前利用生物病毒大面积防治松毛虫 、棉铃虫等害虫已经成为可能。病毒不仅可 在害虫毫无知情情况下“毒死”害虫，而且这 种生物杀虫剂对人体无害。 病毒还在其他不同领域充当人类的“助手” ：噬菌体是一种以细菌为宿主的、比正常病 毒还要小的病毒，可杀菌，也可用来制成防 治某些疾病的特效药；在基因工程中，病毒 也可成为运输工具，装载不同的基因片断。 随着科技进步，人类对病毒的认识和了解 越来越深入，对病毒的利用也必将更加广泛 多样。
