证明DNA是遗传物质的实验(附教学用)
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技术与科学 的关系
DNA与染色体 DNA与染色体 的关系
说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： 说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： DNA不是唯一遗传物质的实验证据 ▲ 烟草花叶病毒的重建实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
亲代噬菌体
35S标记蛋白质
寄主细胞内 无35S标记蛋白质
子代噬菌体 外壳蛋白质没有35S
被感染的大肠杆菌
亲代噬菌体 32P标记DNA 标记DNA
寄主细胞内 无32P标记DNA
子代噬菌体 DNA有 DNA有32P标记
结论: 噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中 进入到细菌的细胞中， 结论: 噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中， 而蛋白质外壳仍留在外面。因此DNA DNA才是真正的遗传 而蛋白质外壳仍留在外面。因此DNA才是真正的遗传 物质。 物质。
亲代噬菌体Leabharlann Baidu
亲代噬菌体
寄主细胞
子代噬菌体
噬菌体侵染细菌实验
（同位素示踪法） 同位素示踪法）
亲代噬菌体
32P标记 标记
寄主细胞
子代噬菌体
结论
DNA
35S标记 标记
DNA中有 DNA中有 32P标记
外壳蛋白无 35S标记
DNA中有 DNA中有 32P标记
外壳蛋白无 35S标记
DNA是真正 DNA是真正 的遗传物质。 的遗传物质。
P
脱氧 核糖
P
A
脱氧 核糖
G
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
P
脱氧 核糖
P
C
脱氧 核糖
T
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
二、肺炎双球菌转化实验
S型细菌，菌体有 型细菌， 型细菌 荚膜，有毒性。 荚膜，有毒性。 R型细菌，菌体无荚 型细菌， 型细菌 无毒性。 膜，无毒性。
Griffith的肺炎双球菌体内转化实验(1928年） 的肺炎双球菌体内转化实验(1928年 的肺炎双球菌体内转化实验(1928
1、将R型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。 、 型的活细菌注射到小鼠体内， 型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠不死亡。
2、将S型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 、 型的活细菌注射到小鼠体内， 型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠患败血症死亡。
结论： 型的活细菌对小鼠有毒， 型的活细菌无毒。 结论： S型的活细菌对小鼠有毒，而R型的活细菌无毒。
实验设计
实验3说明：加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用。 实验3说明：加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用。
实验4说明：小鼠体内R 实验4说明：小鼠体内R型活细菌在加热杀死 型细菌的作用下可以转化为S型活细菌。 的S型细菌的作用下可以转化为S型活细菌。
实验4表明： 实验4表明：
在加热杀死的S型细菌中，必然 在加热杀死的 型细菌中， 型细菌中 存在某种活性物质——转化因子， 存在某种活性物质——转化因子， 转化因子 促使小鼠体内R型活细菌转化为有 促使小鼠体内 型活细菌转化为有 毒性S型活细菌。 毒性 型活细菌。 型活细菌
DNA化学组成 DNA化学组成
1个大分子………多个小分子组成 个大分子………多个小分子组成
多聚体 单体
蛋白质…………..氨基酸 蛋白质…………..氨基酸 DNA……………..
DNA全称叫 全称叫 是主要 的遗传物质。 的遗传物质。它的基本组成单 脱氧核苷酸。 位是 脱氧核苷酸。.
脱氧核糖核酸
脱氧核苷酸的种类
染色体在遗传中 具有重要作用。 具有重要作用。
染色体的结构 思考： 思考：染色体 是由什么物质 组成？ 组成？
DNA与蛋白质 DNA与蛋白质 究竟哪种是遗 传物质？ 传物质？
蛋白质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20－30年代，对于遗传物质是什 20世纪20－30年代， 世纪20 年代 么，科学家都有哪些观点？ 科学家都有哪些观点？ 20世纪20年代，对蛋白质的化学组成与 20世纪20年代， 世纪20年代 分子结构有一定的了解。 分子结构有一定的了解。 30年代， DNA的化学组成有一定的了解， 30年代，对DNA的化学组成有一定的了解， 年代 的化学组成有一定的了解 但是对DNA的分子结构还不了解。 DNA的分子结构还不了解 但是对DNA的分子结构还不了解。
为此， 为此，哪两位科学家又设计了什 么实验来证明Avery的结论？ 的结论？ 么实验来证明 的结论
1952年，Hershey和Chase 用32P标志噬 菌体DNA,用35S标志蛋白质
T2噬菌体的模式图
T2噬菌体是一种专门寄生 在细菌体内的病毒，它的 在细菌体内的病毒， 头部、 头部、尾部的外壳都由蛋 白质组成的， 白质组成的，头部内含有 一个DNA分子。如图所示： 分子。 一个 分子 如图所示：
树獭
基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传 DNA是主要的遗传 物质
对遗传物质的推测
肺炎双球菌转化实验 肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 小结：DNA是主要的 小结：DNA是主要的 遗传物质
科学家已有的研究结果：有丝分裂、 科学家已有的研究结果：有丝分裂、减数分 裂、受精作用的过程都已清楚。 受精作用的过程都已清楚。 这些研究结果表明： 这些研究结果表明：
病毒RNA 病毒
病毒
小
结
核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？ 核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？ 重点内容：说明DNA是遗传物质的实验证据 重点内容： 说明DNA是遗传物质的实验证据： DNA是遗传物质的实验证据：
▲ ▲
肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 DNA是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质
问题：在科学史上， 问题：在科学史上，是如何 知道进入的是“DNA”留在外 知道进入的是“DNA 留在外 面的是“蛋白质外壳” 面的是“蛋白质外壳”的？ 分析： 分析：可设法将噬菌体中 的两种成分作上能区分的 标记，其中蛋白质用 标记，其中蛋白质用35S标 DNA用 标记， 记，DNA用32P标记，再观察 它们在噬菌体繁殖过程中 的作用。 的作用。
Avery的肺炎球菌体外转化实验的思路 的肺炎球菌体外转化实验的思路 的肺炎球菌体外转化实验的
1、实验材料： 选用肺炎双球菌 、实验材料： 2、实验目的： 为了弄清转化因子到底是什么？ 、实验目的： 为了弄清转化因子到底是什么？ 3、实验操作：将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和 、实验操作： 型细菌中的多糖 蛋白质、 型细菌中的多糖、 DNA、DNA酶＋DNA等提取出来，分别与 型细菌进行 、DNA酶 等提取出来，分别与R 混合培养。 混合培养。
DNA是遗传物质。 DNA是遗传物质。 是遗传物质
科学家是设法把DNA与蛋白质分开， DNA与蛋白质分开 由此可见:科学家是设法把DNA与蛋白质分开， 从而单独地、直接地去观察DNA与蛋白质的作用。 DNA与蛋白质的作用 从而单独地、直接地去观察DNA与蛋白质的作用。
为什么人们对Avery的实验结论 的实验结论 为什么人们对 还表示怀疑？ 还表示怀疑？ Avery提取的 提取的DNA中还含有少量 提取的 中还含有少量 的蛋白质（至少含0.02％）。 的蛋白质（至少含 ％）。
Avery肺炎双球菌的体外转化实验（图解） 肺炎双球菌的体外转化实验（图解） 肺炎双球菌的体外转化实验
S型活细菌 型活细菌
RNA DNA DNA＋DNA酶 ＋ 酶
多糖
脂类
蛋白质
分别与R型活细菌混合培养 分别与 型活细菌混合培养
R
R
R
R
R R
S S
R
Avery的思路 的思路
4、实验结果： 只有加入DNA，R型细菌能转化成S型细菌； 、实验结果： 只有加入DNA DNA， 型细菌能转化成S型细菌； 并且DNA的纯度越高，转化就越有效。 DNA的纯度越高 并且DNA的纯度越高，转化就越有效。 5、结论： 、结论：
蛋白质
假设某种病毒（例如烟 假设某种病毒（例如烟 病毒 草花叶病毒） 草花叶病毒）中不含 DNA，只含RNA与蛋白质， RNA与蛋白质 DNA，只含RNA与蛋白质， 那么什么才是遗传物质 呢？你可以设计怎样的 实验来证实？ 实验来证实？
烟草花叶病毒
正常的烟草叶 感
烟草花叶病毒
染 病 毒 烟草花叶病毒 的 烟 草 叶
DNA与染色体 DNA与染色体 的关系
说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： 说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： DNA不是唯一遗传物质的实验证据 ▲ 烟草花叶病毒的重建实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
亲代噬菌体
35S标记蛋白质
寄主细胞内 无35S标记蛋白质
子代噬菌体 外壳蛋白质没有35S
被感染的大肠杆菌
亲代噬菌体 32P标记DNA 标记DNA
寄主细胞内 无32P标记DNA
子代噬菌体 DNA有 DNA有32P标记
结论: 噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中 进入到细菌的细胞中， 结论: 噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中， 而蛋白质外壳仍留在外面。因此DNA DNA才是真正的遗传 而蛋白质外壳仍留在外面。因此DNA才是真正的遗传 物质。 物质。
亲代噬菌体Leabharlann Baidu
亲代噬菌体
寄主细胞
子代噬菌体
噬菌体侵染细菌实验
（同位素示踪法） 同位素示踪法）
亲代噬菌体
32P标记 标记
寄主细胞
子代噬菌体
结论
DNA
35S标记 标记
DNA中有 DNA中有 32P标记
外壳蛋白无 35S标记
DNA中有 DNA中有 32P标记
外壳蛋白无 35S标记
DNA是真正 DNA是真正 的遗传物质。 的遗传物质。
P
脱氧 核糖
P
A
脱氧 核糖
G
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
P
脱氧 核糖
P
C
脱氧 核糖
T
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
二、肺炎双球菌转化实验
S型细菌，菌体有 型细菌， 型细菌 荚膜，有毒性。 荚膜，有毒性。 R型细菌，菌体无荚 型细菌， 型细菌 无毒性。 膜，无毒性。
Griffith的肺炎双球菌体内转化实验(1928年） 的肺炎双球菌体内转化实验(1928年 的肺炎双球菌体内转化实验(1928
1、将R型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。 、 型的活细菌注射到小鼠体内， 型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠不死亡。
2、将S型的活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 、 型的活细菌注射到小鼠体内， 型的活细菌注射到小鼠体内 小鼠患败血症死亡。
结论： 型的活细菌对小鼠有毒， 型的活细菌无毒。 结论： S型的活细菌对小鼠有毒，而R型的活细菌无毒。
实验设计
实验3说明：加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用。 实验3说明：加热杀死的S型细菌对小鼠无毒害作用。
实验4说明：小鼠体内R 实验4说明：小鼠体内R型活细菌在加热杀死 型细菌的作用下可以转化为S型活细菌。 的S型细菌的作用下可以转化为S型活细菌。
实验4表明： 实验4表明：
在加热杀死的S型细菌中，必然 在加热杀死的 型细菌中， 型细菌中 存在某种活性物质——转化因子， 存在某种活性物质——转化因子， 转化因子 促使小鼠体内R型活细菌转化为有 促使小鼠体内 型活细菌转化为有 毒性S型活细菌。 毒性 型活细菌。 型活细菌
DNA化学组成 DNA化学组成
1个大分子………多个小分子组成 个大分子………多个小分子组成
多聚体 单体
蛋白质…………..氨基酸 蛋白质…………..氨基酸 DNA……………..
DNA全称叫 全称叫 是主要 的遗传物质。 的遗传物质。它的基本组成单 脱氧核苷酸。 位是 脱氧核苷酸。.
脱氧核糖核酸
脱氧核苷酸的种类
染色体在遗传中 具有重要作用。 具有重要作用。
染色体的结构 思考： 思考：染色体 是由什么物质 组成？ 组成？
DNA与蛋白质 DNA与蛋白质 究竟哪种是遗 传物质？ 传物质？
蛋白质
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20－30年代，对于遗传物质是什 20世纪20－30年代， 世纪20 年代 么，科学家都有哪些观点？ 科学家都有哪些观点？ 20世纪20年代，对蛋白质的化学组成与 20世纪20年代， 世纪20年代 分子结构有一定的了解。 分子结构有一定的了解。 30年代， DNA的化学组成有一定的了解， 30年代，对DNA的化学组成有一定的了解， 年代 的化学组成有一定的了解 但是对DNA的分子结构还不了解。 DNA的分子结构还不了解 但是对DNA的分子结构还不了解。
为此， 为此，哪两位科学家又设计了什 么实验来证明Avery的结论？ 的结论？ 么实验来证明 的结论
1952年，Hershey和Chase 用32P标志噬 菌体DNA,用35S标志蛋白质
T2噬菌体的模式图
T2噬菌体是一种专门寄生 在细菌体内的病毒，它的 在细菌体内的病毒， 头部、 头部、尾部的外壳都由蛋 白质组成的， 白质组成的，头部内含有 一个DNA分子。如图所示： 分子。 一个 分子 如图所示：
树獭
基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传 DNA是主要的遗传 物质
对遗传物质的推测
肺炎双球菌转化实验 肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 小结：DNA是主要的 小结：DNA是主要的 遗传物质
科学家已有的研究结果：有丝分裂、 科学家已有的研究结果：有丝分裂、减数分 裂、受精作用的过程都已清楚。 受精作用的过程都已清楚。 这些研究结果表明： 这些研究结果表明：
病毒RNA 病毒
病毒
小
结
核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？ 核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？ 重点内容：说明DNA是遗传物质的实验证据 重点内容： 说明DNA是遗传物质的实验证据： DNA是遗传物质的实验证据：
▲ ▲
肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 DNA是主要的遗传物质 DNA是主要的遗传物质
问题：在科学史上， 问题：在科学史上，是如何 知道进入的是“DNA”留在外 知道进入的是“DNA 留在外 面的是“蛋白质外壳” 面的是“蛋白质外壳”的？ 分析： 分析：可设法将噬菌体中 的两种成分作上能区分的 标记，其中蛋白质用 标记，其中蛋白质用35S标 DNA用 标记， 记，DNA用32P标记，再观察 它们在噬菌体繁殖过程中 的作用。 的作用。
Avery的肺炎球菌体外转化实验的思路 的肺炎球菌体外转化实验的思路 的肺炎球菌体外转化实验的
1、实验材料： 选用肺炎双球菌 、实验材料： 2、实验目的： 为了弄清转化因子到底是什么？ 、实验目的： 为了弄清转化因子到底是什么？ 3、实验操作：将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和 、实验操作： 型细菌中的多糖 蛋白质、 型细菌中的多糖、 DNA、DNA酶＋DNA等提取出来，分别与 型细菌进行 、DNA酶 等提取出来，分别与R 混合培养。 混合培养。
DNA是遗传物质。 DNA是遗传物质。 是遗传物质
科学家是设法把DNA与蛋白质分开， DNA与蛋白质分开 由此可见:科学家是设法把DNA与蛋白质分开， 从而单独地、直接地去观察DNA与蛋白质的作用。 DNA与蛋白质的作用 从而单独地、直接地去观察DNA与蛋白质的作用。
为什么人们对Avery的实验结论 的实验结论 为什么人们对 还表示怀疑？ 还表示怀疑？ Avery提取的 提取的DNA中还含有少量 提取的 中还含有少量 的蛋白质（至少含0.02％）。 的蛋白质（至少含 ％）。
Avery肺炎双球菌的体外转化实验（图解） 肺炎双球菌的体外转化实验（图解） 肺炎双球菌的体外转化实验
S型活细菌 型活细菌
RNA DNA DNA＋DNA酶 ＋ 酶
多糖
脂类
蛋白质
分别与R型活细菌混合培养 分别与 型活细菌混合培养
R
R
R
R
R R
S S
R
Avery的思路 的思路
4、实验结果： 只有加入DNA，R型细菌能转化成S型细菌； 、实验结果： 只有加入DNA DNA， 型细菌能转化成S型细菌； 并且DNA的纯度越高，转化就越有效。 DNA的纯度越高 并且DNA的纯度越高，转化就越有效。 5、结论： 、结论：
蛋白质
假设某种病毒（例如烟 假设某种病毒（例如烟 病毒 草花叶病毒） 草花叶病毒）中不含 DNA，只含RNA与蛋白质， RNA与蛋白质 DNA，只含RNA与蛋白质， 那么什么才是遗传物质 呢？你可以设计怎样的 实验来证实？ 实验来证实？
烟草花叶病毒
正常的烟草叶 感
烟草花叶病毒
染 病 毒 烟草花叶病毒 的 烟 草 叶