第3章

基因的本質第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質第1課時肺炎鏈球菌的轉化實驗

20世紀中葉，科學家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質和DNA組成的。在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？這個問題曾引起生物學界激烈的爭論。討論1、你認為遺傳物質可能具有什么特點？2、你認為證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？遺傳物質應能夠儲存大量的遺傳信息，可以準確地復制，并傳遞給下一代；結構比較穩(wěn)定，等等。例如，將特定的遺傳物質轉移給其他生物，觀察后代的性狀表現(xiàn)。問題探討19世紀中期：孟德爾通過豌豆實驗證明了生物的性狀是由

控制。1903年：薩頓通過對蝗蟲細胞觀察得出假說：基因位于上。遺傳因子染色體一、對遺傳物質的早期推測1909年：摩爾根通過果蠅實驗證明：基因位于上。20世紀中期：科學家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分：。染色體DNA和蛋白質一、對遺傳物質的早期推測在細胞生長增殖過程中能夠精確地復制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性；控制新陳代謝過程和生物的性狀；具有儲存大量遺傳信息的潛在能力；結構相對穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變后還可以繼續(xù)復制遺傳給下一代。遺傳物質應具備的特點一、對遺傳物質的早期推測認識到蛋白質是由多種氨基酸連接而成的生物大分子20世紀20年代蛋白質是生物體的遺傳物質當時認為氨基酸多種多樣的排列組合方式，可能蘊含著遺傳信息。沒發(fā)現(xiàn)其他大分子有類似的結構特點。一、對遺傳物質的早期推測但是對DNA的結構沒有清晰的了解蛋白質是遺傳物質主導地位認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子20世紀30年代組成DNA的脫氧核苷酸有4種；每種脫氧核苷酸都有特定的堿基。一、對遺傳物質的早期推測美.艾弗里觀點：遺傳物質是蛋白質英.格里菲思二、肺炎鏈球菌的轉化實驗美.艾弗里英.格里菲思肺炎鏈球菌二、肺炎鏈球菌的轉化實驗項目S型細菌R型細菌菌落菌體有無毒性表面光滑

Smooth表面粗糙

rough①肺炎鏈球菌（一種可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡的細菌）多糖類的莢膜實驗材料：②小鼠有無二、肺炎鏈球菌的轉化實驗1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗R型活細菌S型活細菌小鼠不死亡（第一組）小鼠死亡（第二組）S型活細菌加熱殺死的S型細菌小鼠不死亡（第三組）R型活細菌+加熱殺死的S型細菌小鼠死亡（第四組）S型活細菌二、肺炎鏈球菌的轉化實驗？1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗二、肺炎鏈球菌的轉化實驗加熱殺死S型菌加熱殺死的S型菌含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——“轉化因子”R型活菌S型活菌轉化多糖脂質蛋白質RNADNA……多糖蛋白質RNADNA脂質加熱殺死的S型菌體內含有多種物質，究竟誰是轉化因子？格里菲思推斷：1、格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗二、肺炎鏈球菌的轉化實驗2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗含有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+R型細菌S型細菌混合①本實驗說明什么問題？S型細菌的細胞提取物中含有該轉化因子②本實驗起什么作用？對照作用③本實驗能確定轉化因子是哪種物質嗎？不能④接下來怎么繼續(xù)實驗？2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗含有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+R型細菌S型細菌混合蛋白酶（或RNA酶、酯酶）①加蛋白酶的作用是什么？去除S型細菌的細胞提取物中的蛋白質，其他物質都有②加蛋白酶后R型菌還是被轉化說明什么問題？說明轉化因子不是蛋白質③同樣加RNA酶、酯酶什么作用？去除S型細菌的細胞提取物中的RNA或脂肪等物質2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗含有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+R型細菌S型細菌混合蛋白酶（或RNA酶、酯酶）④這些組實驗說明什么問題？說明蛋白質、RNA和脂肪等都不是轉化因子⑤本實驗采用的原理是什么？減法原理①與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素。②在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出哪種物質在發(fā)揮作用。2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗含有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+只長R型細菌混合DNA酶①加DNA酶的作用是什么？去除S型細菌的細胞提取物中的DNA②加DNA酶后只長R型菌說明什么問題？說明細胞提取物中的轉化因子很可能就是DNA。2、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗含有R型細菌的培養(yǎng)基S型細菌的細胞提取物+只長R型細菌混合DNA酶艾弗里等人進一步分析了細胞提取物的理化特性，發(fā)現(xiàn)這些特性都與DNA的極為相似，于是得出結論：DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。項目體內轉化實驗體外轉化實驗培養(yǎng)細菌實驗對照巧妙構思實驗結論在小鼠體內體外培養(yǎng)基R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌各組成成分的作用進行對照將R型與加熱殺死的S型注入小鼠體內作為對照來說明確實發(fā)生轉化將物質分離提純后，直接、單獨的觀察各物質的作用S型細菌體內有“轉化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質體內轉化實驗和體外轉化實驗的區(qū)別課堂小結

實驗過程歸納結論：DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質；2.被轉化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)。注意：1.艾弗里的體外轉化實驗既證明了DNA是遺傳物質，同時證明了蛋白質等不是遺傳物質；課堂小結作業(yè)2、格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗證實了()。A.DNA是遺傳物質

B.DNA是主要的遺傳物質C.蛋白質不是遺傳物質

D.加熱致死的S型細菌中含有某種轉化因子D1、探索遺傳物質的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們仍普遍認為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括（）A.不同生物的蛋白質在結構上存在差異B.蛋白質與生物的性狀密切相關C.蛋白質的結構具高度穩(wěn)定性，并且能夠自我復制D.蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息C作業(yè)4、下列關于艾弗里肺炎鏈球菌體外轉化實驗的敘述，錯誤的是（）A.該實驗是在英國微生物學家格里菲思的實驗基礎上進行的B.該實驗運用了同位素標記法C.實驗過程中，通過觀察菌落的特征來判斷是否發(fā)生轉化D.該實驗證明肺炎鏈球菌的遺