3.1 核酸是遗传物质【知识精研】高一生物（浙科版2019必修2）

第一节

核酸是遗传物质第三章

遗传的分子基础1965年，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由

控制的?基因1903年萨顿提出了遗传染色体学说，基因在染色体上。摩尔根首次通过果蝇实验证明了：基因位于

上染色体染色体的化学组成

DNA

染色体蛋白质

组蛋白

RNA非组蛋白20世纪50年代之前，“遗传物质可能是核酸”的观点通常被认为是不正确的。此前人们普遍认为DNA是相当小的分子，相对分子质量约为1500，四种碱基在DNA分子中等量地存在，并简单重复。人们考虑到生物体结构与功能的巧妙适应性，以及发育过程和途径的极端复杂性，DNA这样简单的小分子不可能发挥出如此重要的控制作用。相比较而言，含有20种氨基酸的蛋白质大分子倒是能够提供无限数量的排列组合。

那么，DNA是遗传物质的证据又是如何逐步得到的呢？1、1928年英国的细菌学家——格里菲斯进行了肺炎链球菌转化实验。一、DNA是遗传物质的直接证据遗传物质的直接证据格里菲思肺炎双球菌菌落（肉眼观察）荚膜（显微镜观察）毒性（动物实验）R型细菌

S型细菌

粗糙光滑有荚膜无荚膜无毒有毒R型和S型菌的比较

败血症（septicemia）：败血症(septicemia)是指病原微生物侵入血液循环并生长繁殖,产生大量毒素和代谢产物引起严重毒血症症状的全身感染综合征。细菌进入血液循环，并在其中生长繁殖、产生毒素而引起的全身性严重感染。临床表现为发热、严重毒血症状、皮疹瘀点、肝脾肿大和白细胞数增高等。分革兰阳性球菌败血症、革兰阴性杆菌败血症和脓毒败血症。以抗生素治疗为主，辅以其他治疗方法。预防措施为避免皮肤粘膜受损，防止细菌感染。2、格里菲思活体肺炎双球菌的转化实验由此推测，在加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌。换句话说，S型菌中的"转化因子"进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。这就是病死小鼠中有活的S型菌的根本原因。3．1944年艾弗里肺炎双球菌的离体转化实验

转化因子？

转化因子到底是什么，DNA或蛋白质或是其他的有机物？实验思路是什么？如何操作？艾弗里如何确定转化因子？蛋白质荚膜多糖DNA主要成分S型肺炎链球菌【思路】分离各种物质，单独看某物质是否具有转化作用【技术】1.破碎细胞，离心分离各种物质2.破碎细胞，加酶水解某种物质【原则】单一变量原则、对照原则①②③④主张：证据：推理DNA是转化因子①②④组R型菌没有转化③组R型菌转化加入DNA后发生转化，而不加或用DNA酶降解DNA后，则不能实现转化，推出转化过程与DNA相关。问题1：利用今天知识，你能解释几组实验结果吗？问题2：死的S型菌体内DNA会不会热变性失活？艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验的思路问题3：实验中蛋白质、DNA、荚膜多糖能做到百分百纯度吗？组别S型细菌提取物处理方法实验结果1不作处理将细胞提取物加入有活的R型菌的培养基中培养2蛋白酶3RNA酶4脂酶5DNA酶R型+S型R型+S型R型+S型R型+S型R型想一想

根据所学知识完成下表：知识拓展：1、蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。2、R型细菌转化为S型细菌的本质：基因重组。S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

实验缺陷：艾弗里提取的DNA最高时，还含有少量的蛋白质（至少含0.02％）。

有没有更好的材料，可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，DNA是遗传物质的直接证据T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的。C、H、O、N、P1、想要知道噬菌体浸染细菌时DNA和蛋白质的“活动路线”，本实验可以采用什么实验方法？2、你会选取哪种元素的同位素来分别标记DNA和蛋白质？同位素示踪法C、H、O、N、S35S32P蛋白质：DNA：讨论1：怎样让噬菌体蛋白质中的S元素和DNA中的P元素被标记

用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染这种大肠杆菌先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染这种大肠杆菌

可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性讨论2：用35S标记的实验，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？讨论3：用32P标记的实验，上清液中有少量放射性的原因是什么？1、是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；

2、是保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。1887年，俄国植物学家DmitriIvanovsky将患烟草花病叶片的汁液通过细菌过滤器，再将过滤后的汁液涂抹在健康的烟草叶片上，却发现健康叶片同样患病。三、探究烟草花叶病毒感染实验背景介绍结论：烟草花叶病毒中RNA是遗传物质探究烟草花叶病毒感染实验科学史还原1——烟草花叶病毒感染实验S株系H株系B品系H株系二探究烟草花叶病毒感染实验科学史还原2——烟草花叶病毒重建实验请预测