第四讲是主要的遗传物质

第四讲是主要的遗传物质第一页，共三十六页，2022年，8月28日染色体在传宗接代过程中的稳定性和连续性结论：说明染色体在生物的遗传中起着重要作用染色体=DNA+蛋白质，遗传物质是DNA，还是蛋白质？染色体在有性生殖生物生活史中的变化规律。新问题（雄）（雌）第二页，共三十六页，2022年，8月28日①在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；②能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；③具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；④结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。作为遗传物质的条件：第三页，共三十六页，2022年，8月28日遗传物质确定的过程实验者、材料、原理、过程、操作方法、现象、结论共有三个经典的实验：一、肺炎双球菌转化实验（①格里菲斯体内转化实验

②艾弗里的体外转化实验）二、赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌试验三、烟草花叶病毒侵染烟草的实验。每个实验必须把握以下内容：第四页，共三十六页，2022年，8月28日【实验一】

①肺炎双球菌的转化（体内）实验实验者：格里菲斯证明发现：加热杀死的S型菌含有促成转化的活性物质

——“转化因子”第五页，共三十六页，2022年，8月28日R型菌S型菌肺炎双球菌？细菌选材活体生物、结构简单、繁殖速度快由S菌遗传物质(DNA)控制产生的“多糖荚膜”决定了S型肺炎双球菌有毒。人患肺炎或小鼠患败血症光滑菌体有多糖类的荚膜不患病粗糙菌体没有多糖类的荚膜对宿主影响菌落个体S型R型特征■肺炎双球菌的类型和对应特征第六页，共三十六页，2022年，8月28日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。【实验一、①肺炎双球菌的转化（体内）实验】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。实验步骤：第七页，共三十六页，2022年，8月28日肺炎双球菌内有DNA、蛋白质、多糖等化学成分，到底哪种成分是转化因子呢？新问题注入小鼠体内R型活菌+加热杀死S型菌可以遗传的S型活菌+R型活菌结论2：加热杀死的S型菌含有促成R菌“转化”的活性物质——“转化因子”（格里菲斯）▲转化的实质是----基因重组

▲“转化因子”实际上就是S菌体内控制荚膜产生的基因！S菌被加热杀死，是因为S菌的蛋白质变性失活；但其中DNA加热过程中双螺旋解开，氢键被打开；温度降低后，其结构恢复。热稳定性DNA>蛋白质

第八页，共三十六页，2022年，8月28日想一想：如何设计实验判断：DNA、蛋白质、多糖哪个是遗传物质？必须坚持的实验设计原则也是该实验的成功的关键：单因子变量原则：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等分离提取出来，分别与R型活细菌进行混合培养，单独直接观察它们的作用。实验者：艾弗里在格里菲斯实验基础上完成【实验一】②肺炎双球菌的转化（体外）实验第九页，共三十六页，2022年，8月28日艾弗里的体外转化实验：结论3：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；转化因子是DNA。蛋白质多糖DNA水解产物等不是遗传物质。

分别与R型活细菌混合培养RRRSDNA蛋白质多糖S型活菌RDNA+DNA酶SR第十页，共三十六页，2022年，8月28日(3)实验结果是

(4)实验结论是

只有DNA与R型活细菌进行混合，才能使R型细菌转化为S型细菌(1)该实验的设计思路是(2)实验中的实验组以及对照组是单因子变量原则：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等分离提取出来，分别与R型细菌进行混合，单独直接观察它们的作用。实验组：DNA与R活菌单独培养。其它都是对照组。用DNA酶破坏了DNA的结构，然后去实验，看它是否能完成转化作用也是对照。转化因子是DNA；DNA是遗传物质；蛋白质多糖DNA水解产物等不是遗传物质。△转化：是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA）而表现出后者的遗传性状或发生遗传性状改变的现象。总结“艾弗里”的肺炎双球菌体外转化实验：第十一页，共三十六页，2022年，8月28日例1：在肺炎双球菌的转化实验中，将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，则此过程中小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项(

)考虑一下，R菌先下降的原因，后升高的原因。第十二页，共三十六页，2022年，8月28日例2、（11年广东卷）艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知：实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA（经DNA酶处理）R型A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子D.①~④说明DNA是主要的遗传物质第十三页，共三十六页，2022年，8月28日(2013·石家庄质检)用32P标记S型肺炎双球菌的DNA，35S标记其蛋白质，将其加热杀死后与未标记的R活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后，从死亡的小鼠体内提取得到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析，最可能的情况是

A．部分S细菌含有32P，不含35SB．部分R型细菌含有32P和35SC．所有S型细菌都含有32P，不含35SD．所有R型细菌都含有35S，不含32P第十四页，共三十六页，2022年，8月28日新问题DNA纯度不够，是否是0.02%的蛋白质在起作用呢，如何获取单独的DNA或者蛋白质进行实验？赫尔希蔡斯试验方法：同位素示踪法【实验二、T2噬菌体侵染细菌实验】第十五页，共三十六页，2022年，8月28日噬菌体的模式图实验材料：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，99%的P都存在于DNA分子中。同位素示踪法病毒必须寄生于活细胞才能生存！第十六页，共三十六页，2022年，8月28日噬菌体侵染细菌的示意图噬菌体只有DNA进入细菌，却能释放出子代噬菌体。所以噬菌体的DNA复制以及蛋白质外壳的合成都是在细菌体内利用细菌的场所和原料合成进而组装的。本实验最能说明DNA是遗传物质的2个步骤是：2和5第十七页，共三十六页，2022年，8月28日噬菌体的蛋白质噬菌体的DNA子代中成分的来源由谁来指导合成所用材料新合成的部位及方式在子代噬菌体中是否保留是否进入宿主细胞元素组成成分噬菌体在细胞内复制自己的DNA，模板是自己的，酶和原材料都是宿主细菌的，噬菌体在细胞内合成自己的蛋白质外壳，模板是自己的，酶和原材料还是宿主细菌的。宿主细胞中成分噬菌体的DNA转录的mRNA宿主细胞内的CHONS宿主细胞的核糖体上进行翻译不保留不进CHONS亲代噬菌体的DNA和宿主细胞中成分噬菌体的DNA宿主细胞内的CHONP宿主细胞内进行DNA的复制保留进CHONP第十八页，共三十六页，2022年，8月28日首先用含放射性同位素（如32P）的培养基培养

，然后再用上述细菌培养

，就可得到含放射性元素（如DNA分子中含32P）的T2噬菌体。

思考1:制备含放射性同位素T2噬菌体的方法：细菌噬菌体首先用含放射性同位素（如35S）的培养基培养

，然后再用上述细菌培养

，就可得到含放射性元素（如蛋白质外壳中含35S）的T2噬菌体。

细菌噬菌体如何制备32P标记的噬菌体？如何制备35S标记的噬菌体?第十九页，共三十六页，2022年，8月28日思考：35S和32P分别标记了噬菌体什么物质？为什么？用15N、14C、3H、18O是否可以？为什么？分别标记！思考2：32P标记噬菌体DNA,标记位置：35S标记噬菌体蛋白质，标记位置：能否用32P和35S标记同一个噬菌体来进行实验？氨基酸R基脱氧核苷酸磷酸根CHOHR1NH2CO第二十页，共三十六页，2022年，8月28日设计思路S是蛋白质特征元素，P是DNA特征元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用【实验二、T2噬菌体侵染细菌实验流程】32S标记的蛋白质未进入细菌；32P标记的DNA进入细菌！DNA是遗传物质！第二十一页，共三十六页，2022年，8月28日用35S标记噬菌体后侵染细菌35S标记噬菌体+细菌搅拌离心上清液：噬菌体外壳，放射性高沉淀物：细菌放射性低细菌内无放射性32S使细菌与噬菌体外壳分开被35S标记的噬菌体蛋白质外壳不进入细菌内。在上清液。沉淀物中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？搅拌离心不充分。培养时间要适当：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。实验说明构成噬菌体的蛋白质外壳没进入细菌。第二十二页，共三十六页，2022年，8月28日用32p标记噬菌体后侵染细菌细菌内有放射性32P标记噬菌体+细菌搅拌离心上：噬菌体放射性低沉淀：细菌高被32P标记的噬菌体DNA进入细菌内。不在上清液。上清液中为什么还具有低的放射性？应该没有才是啊？因为被32P标记的噬菌体①可能还没有完成侵染过程，经离心后进入上清液；②子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中显示放射性。时间限制要严格：既要保证噬菌体已经完成侵染；又要保证子代噬菌体未释放。实验说明构成噬菌体的DNA进入了细菌。第二十三页，共三十六页，2022年，8月28日亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体32P标记DNA有32P标记DNADNA有32P标记35S标记蛋白质无35S标记蛋白质外壳蛋白质无35S结论4：1、DNA是遗传物质，DNA分子在亲子代之间具有连续性；2、DNA能指导蛋白质合成。3、噬菌体侵染细菌实验不能证明蛋白质不是遗传物质。

（？）第二十四页，共三十六页，2022年，8月28日2．(2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是

A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质3、(2013·陕西咸阳模考)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体

A．一定有35S，可能有32P B．只有35SC．一定有32P，可能有35S D．只有32P第二十五页，共三十六页，2022年，8月28日说明染色体在生物的遗传中起着重要作用结论1结论2加热杀死S型细菌含有促成转化的活性物质——“转化因子”结论3结论4DNA是遗传物质1、DNA是遗传物质，DNA分子在亲子代之间具有连续性；2、DNA能指导蛋白质合成。3、噬菌体侵染细菌实验不能证明蛋白质不是遗传物质。DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；转化因子是DNA。蛋白质多糖DNA水解产物等不是遗传物质。实验成功的关键：设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。第二十六页，共三十六页，2022年，8月28日例3．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体(侵染细菌)，②35S和32P标记噬菌体，③放射性检测，④离心分离。实验步骤的先后顺序为(

)

A．①②④③

B．④②①③

C．②①④③

D．②①③④第二十七页，共三十六页，2022年，8月28日例4．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染噬菌体的方法是(

) A．用含35S的培养基直接培养噬菌体

B．用含32P的培养基直接培养噬菌体

C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体

D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体第二十八页，共三十六页，2022年，8月28日AAD例5.下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答：对下列可能出现的实验误差进行分析：①实验测定，发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原因是

。②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中发现有放射性，其最可能的原因是

。因为被32P标记的噬菌体可能还没有完成侵染过程，含有32P子代噬菌体已经释放，经离心到了上清液中显示放射性。第二十九页，共三十六页，2022年，8月28日例6（2011年江苏卷）12．关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体

B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养

C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致

D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质第三十页，共三十六页，2022年，8月28日DNA是唯一的遗传物质吗？第三十一页，共三十六页，2022年，8月28日是烟草花叶病毒的遗传物质RNA【实验三、烟草花叶病毒感染实验】结论5第三十二页，共三十六页，2022年，8月28日.下图所示为烟草花叶病毒侵染烟草实验的示意图。请据图分析回答：（1）在丙组实验中观察到现象是

结论是 。（2）在乙组实验中观察到现象是 ，结论是 。（3）甲组实验的目的是。对照出现病株，并能从中提取出完整的病毒RNA是遗传物质不出现病株蛋白质外壳不是遗传物质第三十三页，共三十六页，2022年，8月