核酸是遺傳物質(zhì)

核酸是遺傳物質(zhì)19世紀(jì)中期，孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀是由基因控制的?20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA

（成分）組成。20世紀(jì)初期，摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明了基因位于染色體上。少量RNA

染色體DNA蛋白質(zhì)（組蛋白和非組蛋白）一、DNA是遺傳物質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)呢？?jī)煞N肺炎雙球菌落的比較肺炎雙球菌菌落莢膜毒性R型細(xì)菌菌落粗糙（rough)無莢膜無毒S型細(xì)菌菌落光滑(smooth)有莢膜有毒［過程探究1］格里菲斯的活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：

步驟方法現(xiàn)象結(jié)論1R菌活菌注射小白鼠正常2S菌活菌注射小白鼠死亡3S菌高溫滅活小白鼠正常4高溫滅活：S菌+R菌小白鼠死亡5提取4實(shí)驗(yàn)死鼠發(fā)現(xiàn)S活菌1、格里菲斯活體細(xì)菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)R菌無毒性S菌能使小白鼠致病加熱殺死的S菌不使小白鼠致死死亡的S菌中可能有使R菌轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子死亡的S菌能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌［知識(shí)建構(gòu)1］加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”。?①對(duì)比1.2組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這說明了什么？②4組小鼠為什么會(huì)死亡呢？③活的S型細(xì)菌從哪里來？有哪些可能？活的S型細(xì)菌使小鼠患敗血癥死亡。

由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用。

加熱殺死的S型細(xì)菌使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。①對(duì)比1.2組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這說明了什么？?由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用。

加熱殺死的S型細(xì)菌使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。［過程探究1］格里菲思活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)：

②4組小鼠為什么會(huì)死亡呢？③活的S型細(xì)菌從哪里來？有哪些可能？活的S型細(xì)菌使小鼠患敗血癥死亡。

［實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)］尋找轉(zhuǎn)化因子：關(guān)鍵思路：把各種化合物分開，單獨(dú)、直接地觀察各種物質(zhì)的作用設(shè)計(jì)方法：把由S型細(xì)菌中分離，提取出的各種成分，單獨(dú)與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)。R型細(xì)菌2、艾弗里離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)R型細(xì)菌只長(zhǎng)R型菌只長(zhǎng)R型菌R型細(xì)菌S型菌R型細(xì)菌S型菌的DNAS型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖S型菌的DNA+DNA酶［過程探究2］肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（艾弗里）

DNA+DNA酶只長(zhǎng)R型菌只長(zhǎng)R型菌只長(zhǎng)R型菌S型菌實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。?答：用反證法證明DNA不僅是使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的充分必要條件，使結(jié)論更加可靠。而且證明是DNA本身，而不是DNA的碎片或化學(xué)組成單位使細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。加熱殺死的S型菌，蛋白質(zhì)已經(jīng)完全變性，但DNA仍然有活性，當(dāng)R型菌群數(shù)量增長(zhǎng)達(dá)到高峰時(shí)，細(xì)菌會(huì)出現(xiàn)失去局部細(xì)胞壁的現(xiàn)象，S型菌DNA分子片段能進(jìn)入R型菌體，S型菌DNA進(jìn)入R型菌中，并與R型菌DNA基因重組，轉(zhuǎn)化形成S型菌，從而控制形成莢膜。轉(zhuǎn)化的原理：基因重組S型活細(xì)菌多糖類莢膜脂類DNARNA蛋白質(zhì)DNA+DNA酶分別與R型活細(xì)菌混合，進(jìn)行懸浮培養(yǎng)RRRRRRSRS［過程探究2］艾弗里的離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：［知識(shí)建構(gòu)2］

DNA是轉(zhuǎn)化因子、DNA是遺傳物質(zhì)。

注意：艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高也含有0.02%的蛋白質(zhì)?答：用反證法證明DNA不僅是使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的充分條件，而且是必要條件，使結(jié)論更加可靠。而且證明是DNA本身，而不是DNA的碎片或化學(xué)組成單位使細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)缺陷：艾弗里提取的DNA最高時(shí)，還含有少量的蛋白質(zhì)（至少含0.02％）。

有沒有更好的材料，可以不用經(jīng)過人工提純DNA，就能單獨(dú)地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用呢？［過程探究2］艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

［過程探究2］艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

只在A組中出現(xiàn)S型細(xì)菌,說明了什么??只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌［知識(shí)建構(gòu)2］

DNA是轉(zhuǎn)化因子。

［過程探究2］艾弗里的實(shí)驗(yàn)：

注意：艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高也含有0.02%的蛋白質(zhì)［過程探究3］噬菌體侵染細(xì)菌驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)材料：噬菌體專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒C、H、O、N、SC、H、O、N、P（標(biāo)記32P）（標(biāo)記35S）2、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(動(dòng)畫)吸附注入DNA蛋白質(zhì)噬菌體DNA脫氧核苷酸噬菌體氨基酸噬菌體的蛋白質(zhì)外殼組裝蛋白質(zhì)噬菌體DNA3、研究方法：同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P

（標(biāo)記32P）（標(biāo)記35S）實(shí)驗(yàn)過程1952年赫爾希和蔡斯1、攪拌和離心的目的分別是什么？2、上清液和沉淀物中分別是什么？3、在標(biāo)記噬菌體時(shí)，用兩種同位素分別標(biāo)記兩組噬菌體還是同時(shí)標(biāo)記一組噬菌體呢？外殼+未進(jìn)入細(xì)菌的噬菌體細(xì)菌+噬菌體的遺傳物質(zhì)

可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性討論1：用35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的過程與未標(biāo)記的細(xì)菌混合，保溫懸浮液：沉淀物：未進(jìn)入細(xì)菌的噬菌體細(xì)菌+噬菌體的遺傳物質(zhì)標(biāo)記噬菌體攪拌后離心檢測(cè)懸浮液和沉淀中的放射性1、攪拌和離心的目的分別是什么？2、上清液和沉淀物中分別是什么？3、在標(biāo)記噬菌體時(shí)，用兩種同位素分別標(biāo)記兩組噬菌體還是同時(shí)標(biāo)記一組噬菌體呢？結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)1、是保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；

2、是保溫時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液放射性含量升高。討論2：用32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)，上清液中有少量放射性的原因是什么？

可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性討論1：用35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？4、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)：1、是保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；

2、是保溫時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液放射性含量升高。結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)討論2：用32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)，上清液中有少量放射性的原因是什么？結(jié)果：A組B組親代噬菌體35S標(biāo)記蛋白質(zhì)32P標(biāo)記DNA

寄主細(xì)胞內(nèi)32S標(biāo)記蛋白質(zhì)31P標(biāo)記DNA子代噬菌體外殼蛋白質(zhì)32S無35S有32P標(biāo)記DNA實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)［知識(shí)建構(gòu)3］DNA是遺傳物質(zhì)。5、結(jié)果分析(2)如何讓噬菌體被標(biāo)記？35S32P

32P

35S（1）實(shí)驗(yàn)中能否直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體？吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌噬菌體顆粒被感染的大腸桿菌無

有

DNA無無

蛋白質(zhì)外殼DNA35S32P

35S32P

高很低低很高蛋白質(zhì)煙草花葉病毒所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：證明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？［課堂延伸］4、分析“煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)證明：煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質(zhì)是RNA。(TMV）蛋白質(zhì)RNA分離分離重組重組感染新的病毒產(chǎn)生哪種病毒？蛋白質(zhì)［相關(guān)鏈接］SARS病毒的結(jié)構(gòu)：RNA小兒麻痹病毒、腦炎病毒、流感病毒等生物非細(xì)胞結(jié)構(gòu)：病毒（DNA或RNA)細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核生物真核生物（DNA)DNA是主要的遺傳物質(zhì)［知識(shí)建構(gòu)4］思考:DNA或RNADNADNA2、煙草的遺傳物質(zhì)是什么？DNA1、動(dòng)物和人體的遺傳物質(zhì)是什么？3、細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是什么？4、一切生物的遺傳物質(zhì)是什么？5、病毒的遺傳物質(zhì)是什么？核酸思考:通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們能總結(jié)出作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備什么樣的特點(diǎn)?①分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性②能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性③能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和生物的性狀④有巨大的遺傳信息1.注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（）

A.R型肺炎雙球菌

B.加熱殺死后的R型肺炎雙球菌

C.加熱殺死后的S型肺炎雙球菌

D.加熱