培優(yōu)核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)徐玉華和日

肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化與離體轉(zhuǎn)化的比較蛋白質(zhì)ＤＮＡ染色體主要成分蛋白質(zhì)DNA遺傳物質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)，還是DNA

？實驗材料：小鼠兩種肺炎雙球菌

一、肺炎雙球菌的活體轉(zhuǎn)化實驗S型菌R型菌菌體有多糖類的莢膜無多糖類的莢膜菌落表面光滑表面粗糙毒性能夠使人患肺炎或使小鼠患敗血病。有毒性無毒性1.將無毒性的R型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。2.將有毒性S型活細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，患敗血癥死亡。3.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)，不死亡。4.將無毒性R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合

后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。？思考？1.對比分析第一、二組說明什么？第二、三組說明什么？第三、四組又說明什么？2.該實驗?zāi)芊褡C明DNA是遺傳物質(zhì)？該實驗的結(jié)論是什么？

肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的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”多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNA

DNAS型細(xì)菌在S型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)？尋找轉(zhuǎn)化因子：

但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？

在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？

必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。R型細(xì)菌R型細(xì)菌只長R型菌只長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

實驗過程：二、肺炎雙球菌的離體轉(zhuǎn)化實驗實驗結(jié)論：“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。（糾正了一個生物界的錯誤的普遍共識）這個實驗結(jié)論足以讓所有科學(xué)家信服嗎？思考：2．加入DNA酶的組意圖何在？3．分析實驗結(jié)果，能得出什么結(jié)論？1．比較第一、二、三組的實驗結(jié)果，可知哪種物質(zhì)是“轉(zhuǎn)化因子”？課堂小結(jié)：活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的比較

活體轉(zhuǎn)化實驗離體轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)場所小鼠（體內(nèi)）培養(yǎng)基（體外）實驗思路用加熱殺死的S型細(xì)菌及其與活的R型細(xì)菌混合后，分別注入小鼠體內(nèi)將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨地觀察某種物質(zhì)在實驗中所起的作用實驗結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌只有S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌實驗結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其它物質(zhì)不是聯(lián)系（1）所用材料相同，都是R型和S型肺炎雙球菌（2）兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則（3）活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗是離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗是活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的延伸噬菌體侵染細(xì)菌的實驗誤差分析

DNA和蛋白質(zhì)到底哪一個是遺傳物質(zhì)，盡管肺炎雙球菌的離體轉(zhuǎn)化實驗已經(jīng)證實了DNA是導(dǎo)致細(xì)菌轉(zhuǎn)化的因子，但是，這僅僅是從一個側(cè)面證明了DNA可以控制細(xì)菌莢膜的形成，并沒有證明作為遺傳物質(zhì)必須具備的親子代間的傳遞性。

噬菌體身體結(jié)構(gòu)異常簡單，簡單到只有蛋白質(zhì)外殼包裹著DNA構(gòu)成。如果能證明噬菌體傳遞給后代的只有DNA而沒有蛋白質(zhì)，就強有力地證明了DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是。但是噬菌體侵染細(xì)菌到底是怎樣進(jìn)行的呢？根據(jù)實驗可以推測：噬菌體侵染細(xì)菌時，進(jìn)入細(xì)菌的只有其DNA分子，但這只是一個推測，這樣一個微觀過程如何才能觀察到？這就是赫爾希和蔡斯遇到的難題。一、噬菌體侵染大腸桿菌的過程

吸附注入合成組裝釋放

假言推理的基本原則是：小前提肯定大前提的后件，結(jié)論就要肯定大前提的前件；小前提否定大前提的前件，結(jié)論就要否定大前提的后件。推理的過程如下表所示：前提與結(jié)論大前提小前提結(jié)論推理過程作為遺傳物質(zhì)，必須能夠從親代傳遞給子代噬菌體的DNA傳遞給了子代，而蛋白質(zhì)沒有傳遞給子代所以，DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是

二、噬菌體侵染細(xì)菌實驗的演繹推理過程1．如何用同位素標(biāo)記噬菌體的DNA或蛋白質(zhì)？（1）如果有多種同位素如14C、15N、3H、32P、35S等，選擇哪種元素進(jìn)行標(biāo)記？為什么？（2）我們怎樣得到同位素標(biāo)記的噬菌體？（3）如果同時用不同的同位素分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)可以嗎？為什么？（1）噬菌體的化學(xué)組成及同位素示蹤法蛋白質(zhì)占60%：DNA占40%：CHONSCHONP35S32S31P32P有較強放射性有較強放射性同位素示蹤法：利用放射性同位素或稀有穩(wěn)定核素作為示蹤劑

對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法

（2）噬菌體的標(biāo)記過程先將大腸桿菌置于含對應(yīng)同位素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，再用噬菌體侵染已標(biāo)記的大腸桿菌。35S32P35S32P培養(yǎng)大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體35S32P攪拌使吸附在大腸桿菌上的噬菌體脫落與大腸桿菌分離攪拌離心讓懸浮液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌2．怎樣使噬菌體外殼從細(xì)菌表面脫落下來？（1）如何使噬菌體外殼與細(xì)菌脫離？（2）脫離后如何把二者分開？3．觀察到什么現(xiàn)象才能說明侵入細(xì)菌的只有噬菌體的DNA？（1）標(biāo)記DNA的噬菌體侵染、處理后的結(jié)果如何？怎樣解釋？（2）標(biāo)記蛋白質(zhì)的噬菌體侵染、處理后的結(jié)果如何？怎樣解釋？

從理論上講，僅用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，侵染細(xì)菌后攪拌離心，實驗結(jié)果應(yīng)該是只有沉淀物（細(xì)菌）具有放射性，而懸浮液不應(yīng)該有放射性，這樣才能說明噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)了。僅用35S標(biāo)記噬菌體外殼，侵染細(xì)菌后攪拌離心，實驗結(jié)果應(yīng)該是只有懸浮液（含有噬菌體外殼）具有放射性，而沉淀物不應(yīng)該有放射性，這樣才能說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。第一組第二組離心離心標(biāo)記噬菌體標(biāo)記的噬菌體分別侵染未標(biāo)記的大腸桿菌攪拌離心培養(yǎng)液檢測放射性實驗步驟三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗誤差分析1．一、二組實驗的實驗現(xiàn)象，對比一、二組實驗的現(xiàn)象，能夠得出的結(jié)論現(xiàn)象：第一組實驗懸浮液中放射性很高。第二組實驗沉淀物中放射性很高。結(jié)論：通過對一、二組實驗進(jìn)行對比分析可得出，噬菌體侵染大腸桿菌時,噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在大腸桿菌細(xì)胞的外面，而DNA進(jìn)入到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),并且增殖出大量新的噬菌體,因此子代噬菌體的各種性狀,是通過親代的DNA遺傳的，所以DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。第一組第二組攪拌不充分，使噬菌體與大腸桿菌沒有完全分離第一組35S2．理論上第一組實驗的沉淀物中不存在放射性，而實際操作中沉淀物中會有少量的放射性。導(dǎo)致這種誤差的原因是？攪拌保溫時間過長噬菌體增殖后從大腸桿菌中釋放出來3．理論上第二組實驗的懸浮液中不存在放射性，而實際操作中懸浮液中會有少量的放射性。導(dǎo)致這種誤差的原因是？保溫時間過短噬菌體未侵入大腸桿菌第二組32P課堂小結(jié)一、噬菌體侵染大腸桿菌的過程三、噬菌體侵染大腸桿菌實驗的誤差分析標(biāo)記噬菌體標(biāo)記的噬菌體分別侵染未標(biāo)記的大腸桿菌攪拌離心培養(yǎng)液檢測放射性1．培養(yǎng)時間時間過長：時間太短：噬菌體增殖后從大腸桿菌中釋放出來2．?dāng)嚢璨怀浞质共糠质删w任吸附在大腸桿菌表面部分噬菌體遺傳物質(zhì)未侵入大腸桿菌二、演繹推理過程與實驗結(jié)論1．蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入到大腸桿菌體內(nèi)。2．DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。為驗證DNA是遺傳物質(zhì)，某同學(xué)利用R型和S型肺炎雙球菌做了如下實驗，下列敘述正確的是A．①②為實驗組，③為對照組B．為提高轉(zhuǎn)化效率，上述實驗全程都應(yīng)采用懸浮培養(yǎng)方法C．若均未出現(xiàn)光滑菌落，說明R型菌細(xì)胞生長狀態(tài)不佳D．若“添加物質(zhì)”經(jīng)加熱、冷卻后與R型菌混合培養(yǎng)，①組最可能出現(xiàn)光滑菌落D下列關(guān)于核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)的相關(guān)實驗描述錯誤的是（）A．加熱殺死的S型菌的DNA還具有活性B．噬菌體外殼只存在于離心后的懸浮液中C．R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌是通過基因重組實現(xiàn)的D．噬菌體侵染細(xì)菌的實驗需要用到被標(biāo)記的大腸桿菌B煙草花葉病毒的感染和重建實驗這些病毒只含有RNA和蛋白質(zhì)

有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白質(zhì)，它們的遺傳物質(zhì)又是什么呢？HIV病毒SARS病毒煙草花葉病毒實驗?zāi)康模禾骄繜煵莼ㄈ~病毒的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒（TMV）是一種RNA病毒，它有一圓筒狀的蛋白質(zhì)外殼，由很多相同的蛋白質(zhì)亞基組成；內(nèi)有一單鏈RNA分子，沿著內(nèi)壁在蛋白質(zhì)亞基間盤旋著。約含有6%的RNA和94%的蛋白質(zhì)。煙草花葉病毒TMVRNA蛋白質(zhì)左：正常煙葉右：病葉實驗材料：請同學(xué)們閱讀必修2P.51“煙草花葉病毒感染和重建實驗”內(nèi)容，如何設(shè)計實驗探究其遺傳物質(zhì)是RNA還是蛋白質(zhì)？該實驗可以分為幾個小實驗？有怎樣的實驗設(shè)計思路？每個小實驗的過程、結(jié)果及結(jié)論怎樣？實驗過程：病斑病斑煙草花葉病毒感染和重建實驗實驗結(jié)論：煙草花葉病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。小試牛刀感染設(shè)計思路：將病毒的蛋白質(zhì)和RNA分開，單獨研究其在遺傳中的作用。(3)煙草花葉病毒的RNA＋RNA酶

煙草(1)(2)→煙草不感染病毒煙草花葉病毒感染和重建實驗小試牛刀病斑實驗結(jié)論：來自不同病毒株系的RNA和蛋白質(zhì)混合后感染煙草，所繁殖的病毒類型取決于提供RNA的株系，而不是提供蛋白質(zhì)的株系重建設(shè)計思路：分別來自不同病毒株系的RNA和蛋白質(zhì)混合后感染煙草。這些病毒只含有RNA和蛋白質(zhì)

有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白質(zhì)，它們的遺傳物質(zhì)是RNA。HIV病毒SARS病毒煙草花葉病毒煙草花葉病毒的感染和重建實驗證明了含RNA的生物中，RNA是遺傳物質(zhì)？討論分析：真核細(xì)胞和原核細(xì)胞同時含有DNA和RNA，遺傳物質(zhì)都是DNA，而不是RNA課堂小結(jié)生物體內(nèi)核酸種類及遺傳物質(zhì)類型生物類型核酸種類核苷酸種類遺傳物質(zhì)實例細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物

真核生物DNA和RNA8種DNA人、果蠅、玉米原核生物

DNA和RNA

8種

DNA肺炎雙球菌、大腸桿菌非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物

DNA病毒DNA4種DNAT2噬