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1、人類對(duì)遺傳物質(zhì)的人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程探索過(guò)程高考考點(diǎn)高考考點(diǎn)考綱要求考綱要求人類對(duì)遺傳物質(zhì)的人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程探索過(guò)程染色體由染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，那么和蛋白質(zhì)構(gòu)成，那么DNA和蛋白質(zhì)誰(shuí)是遺傳物質(zhì)呢？和蛋白質(zhì)誰(shuí)是遺傳物質(zhì)呢？一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè) 在在20世紀(jì)世紀(jì)20年代，由于人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由年代，由于人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。而多種氨基酸連接而成的生物大分子。而氨基酸多種多樣氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)涵遺傳信息的排列順序，可能蘊(yùn)涵遺傳信息。因此，大多數(shù)科學(xué)家。因此，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)

2、。認(rèn)為，蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。到了到了20世紀(jì)世紀(jì)30年代，年代，人們認(rèn)識(shí)到人們認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大而成的生物大分子，人們看到了分子，人們看到了DNA 的重要性。但是的重要性。但是2.2.作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？（1 1）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中）在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復(fù)制自己，能夠精確地復(fù)制自己，能夠精確地復(fù)制自己，能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性；使得前后代具有一定的

3、連續(xù)性；使得前后代具有一定的連續(xù)性；使得前后代具有一定的連續(xù)性；（2 2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳從而控制生物的性狀和新陳從而控制生物的性狀和新陳從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程；代謝的過(guò)程；代謝的過(guò)程；代謝的過(guò)程；（3 3）具有）具有）具有）具有貯存大量遺傳信息貯存大量遺傳信息貯存大量遺傳信息貯存大量遺傳信息的潛在能力；的潛在能力；的潛在能力；的潛在能力；（4 4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下但在特殊情況下但在特殊情況下但在特殊情況下又能發(fā)生突變，又能發(fā)生突變，又能發(fā)生

4、突變，又能發(fā)生突變，而而而而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。（1 1）19281928年格里菲思的肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)?zāi)旮窭锓扑嫉姆窝纂p球菌實(shí)驗(yàn)（2 2）19401940年艾弗里用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化的年艾弗里用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)（3 3）19521952年赫爾希和蔡斯的年赫爾希和蔡斯的T T2 2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 3.3.科學(xué)家是怎樣證明科學(xué)家是怎樣證明科學(xué)家是怎樣證明科學(xué)家是怎樣證明DNADNA是遺傳物質(zhì)的是遺

5、傳物質(zhì)的是遺傳物質(zhì)的是遺傳物質(zhì)的？1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模骸?、實(shí)驗(yàn)材料：、實(shí)驗(yàn)材料：。二二.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)比較肺炎雙球菌：比較肺炎雙球菌：探索生物的遺傳物質(zhì)是什么探索生物的遺傳物質(zhì)是什么S 型和型和R型肺炎雙球菌、小鼠型肺炎雙球菌、小鼠 種種類類比比較項(xiàng)較項(xiàng)目目S S 型型細(xì)細(xì)胞胞R R型型細(xì)細(xì)胞胞菌體（有無(wú)菌體（有無(wú)莢莢膜）膜）菌落（光滑或粗糙）菌落（光滑或粗糙）有無(wú)毒性有無(wú)毒性能否使小鼠患能否使小鼠患敗敗血癥和死亡血癥和死亡有有無(wú)無(wú)光滑光滑 粗糙粗糙 有有無(wú)無(wú)能能不能不能（一）格里菲思實(shí)驗(yàn)（一）格里菲思實(shí)驗(yàn)(體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 步步驟驟實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

6、過(guò)過(guò)程程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象象實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論注射注射 R R型型 活菌活菌 已被已被加加熱殺熱殺死死的的S S型型細(xì)細(xì)菌菌中含有促中含有促使使 型型活菌活菌轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成 型型活菌的某活菌的某種種“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化因化因子子”。注射注射 活菌活菌S 型型注射注射 加熱殺死的加熱殺死的S型細(xì)菌型細(xì)菌+R型型 活菌活菌休內(nèi)有休內(nèi)有R、S型活菌型活菌注射注射 加熱殺死的加熱殺死的S型細(xì)菌型細(xì)菌RS（二）艾弗里實(shí)驗(yàn)（二）艾弗里實(shí)驗(yàn)(體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn))S型活菌型活菌蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多多多多 糖糖糖糖DNA脂類脂類RNA分分分分別別別別與與與與R R型型型型活活活活細(xì)細(xì)細(xì)細(xì)菌菌菌菌混混混混合合合合培培培培養(yǎng)養(yǎng)養(yǎng)養(yǎng)R型

7、菌型菌R型菌型菌R型菌型菌R型菌型菌R型菌型菌S型菌型菌DNA酶酶 DNADNA才是使才是使才是使才是使R R型細(xì)菌產(chǎn)生型細(xì)菌產(chǎn)生型細(xì)菌產(chǎn)生型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化穩(wěn)定遺傳變化穩(wěn)定遺傳變化穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即的物質(zhì)，即的物質(zhì)，即的物質(zhì)，即DNADNA才是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其它有機(jī)物不是遺傳物質(zhì)。才是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其它有機(jī)物不是遺傳物質(zhì)。才是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其它有機(jī)物不是遺傳物質(zhì)。才是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其它有機(jī)物不是遺傳物質(zhì)。本本實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的的關(guān)關(guān)鍵鍵步步驟驟是是什什么么？遵遵循循了了什什么么原原則則？R型菌轉(zhuǎn)化為型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的實(shí)質(zhì)：型菌的實(shí)質(zhì)：基因重組（含（含S）（含（含P）(三三)噬

8、菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（1）T2噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖1T T2 2噬菌體噬菌體（1）T2噬菌體的結(jié)構(gòu)噬菌體的結(jié)構(gòu)T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒（無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)），（無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)），頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有DNA。（2）研究方法：研究方法：同位素標(biāo)記法同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：DNADNADNADNA的組成元素：的組成元素：的組成元素：的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（標(biāo)記（標(biāo)記（

9、標(biāo)記（標(biāo)記32323232P P P P）（標(biāo)記（標(biāo)記（標(biāo)記（標(biāo)記35353535S S S S）標(biāo)記噬菌體方法：標(biāo)記噬菌體方法：v在分別含有放射性同位素在分別含有放射性同位素3232P P 和和3535S S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌v分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T T2 2噬菌體噬菌體，制，制備含備含3232P P的噬菌體的噬菌體和和含含3535S S的噬菌體的噬菌體侵入別的細(xì)菌侵入別的細(xì)菌注入注入核酸核酸合成核酸合成核酸和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)吸附吸附裝配裝配釋放釋放噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程：噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程：它侵染大腸桿菌后，如何合成自身組成成分它侵染大腸桿菌后，如何合成自身

10、組成成分（DNA和蛋白質(zhì)）？誰(shuí)提供原料場(chǎng)地？和蛋白質(zhì)）？誰(shuí)提供原料場(chǎng)地？噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)（2）T2噬菌體增噬菌體增殖（復(fù)制式繁殖）殖（復(fù)制式繁殖）模板：噬菌體模板：噬菌體DNA合成合成DNA的原料：的原料：大腸桿菌提供的大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸 原料：大腸桿菌的氨基酸原料：大腸桿菌的氨基酸 場(chǎng)所：大腸桿菌核糖體場(chǎng)所：大腸桿菌核糖體合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)離心離心離心離心被被35S標(biāo)記標(biāo)記的噬菌體的噬菌體上清液的放射上清液的放射性很高性很高在新的噬菌體在新的噬菌體中沒(méi)有中沒(méi)有35S離心離心離心離心被被32P標(biāo)記標(biāo)記的噬菌體的噬菌體上清液的放射上清液的放射性很低性

11、很低（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)攪拌使與攪拌使與攪拌使與攪拌使與細(xì)菌分離細(xì)菌分離細(xì)菌分離細(xì)菌分離沉淀物的放沉淀物的放射性很高射性很高在新的噬菌體在新的噬菌體中有中有32P 攪拌使與攪拌使與攪拌使與攪拌使與細(xì)菌分離細(xì)菌分離細(xì)菌分離細(xì)菌分離步驟：步驟：標(biāo)記、侵染、攪拌、離心、標(biāo)記、侵染、攪拌、離心、檢測(cè)和記錄結(jié)果檢測(cè)和記錄結(jié)果閱讀教材閱讀教材P44-P45的內(nèi)容的內(nèi)容問(wèn)題問(wèn)題1科學(xué)家為什么把噬菌體作為研究科學(xué)家為什么把噬菌體作為研究DNA是遺傳物是遺傳物質(zhì)的材料質(zhì)的材料?問(wèn)題問(wèn)題2科學(xué)家是采用什么方法進(jìn)行研究的科學(xué)家是采用什么方法進(jìn)行研究的?問(wèn)題問(wèn)題3用用35S，32P分別標(biāo)記

12、什么？為什么這么標(biāo)記？分別標(biāo)記什么？為什么這么標(biāo)記？問(wèn)題問(wèn)題4攪拌，離心的目的分別是什么？上清液中的是攪拌，離心的目的分別是什么？上清液中的是什么，沉淀物中的是什么？什么，沉淀物中的是什么？（T2噬菌體只有噬菌體只有DNA和蛋白質(zhì)兩種化學(xué)物質(zhì)組成）和蛋白質(zhì)兩種化學(xué)物質(zhì)組成）（放射性同位素標(biāo)記法）（放射性同位素標(biāo)記法）用用3535S S標(biāo)記蛋白質(zhì)，標(biāo)記蛋白質(zhì)，3232P P標(biāo)記標(biāo)記DNADNA。由于僅蛋白質(zhì)分子中含有由于僅蛋白質(zhì)分子中含有S S，而，而P P幾乎都存在于幾乎都存在于DNADNA中中（攪拌的目的是（攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，離心

13、的目的是離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2T2噬菌體，噬菌體，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。）而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。）親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNADNADNADNA，而不是蛋，而不是蛋，而不是蛋，而不是蛋白質(zhì)，即子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的白質(zhì)，即子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的白質(zhì)，即子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的白質(zhì)，即子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的DNADNADNADNA遺傳遺傳遺傳遺傳給后代的。因此，給后代的

14、。因此，給后代的。因此，給后代的。因此，DNADNADNADNA才是真正的遺傳物質(zhì)。才是真正的遺傳物質(zhì)。才是真正的遺傳物質(zhì)。才是真正的遺傳物質(zhì)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果：實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果：第一組第一組 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第二組第二組實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)親代親代噬菌體噬菌體35 S標(biāo)記標(biāo)記蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)32 32 P標(biāo)記標(biāo)記DNA 寄主寄主細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)無(wú)無(wú)35S標(biāo)標(biāo)記蛋白質(zhì)記蛋白質(zhì)無(wú)無(wú)32P標(biāo)標(biāo)記記DNA子代子代噬菌體噬菌體外殼蛋白外殼蛋白質(zhì)無(wú)質(zhì)無(wú)35SDNA有有32P標(biāo)記標(biāo)記實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)論DNA分分子具有子具有連續(xù)性，連續(xù)性，是遺傳是遺傳物質(zhì)物質(zhì)1、噬菌體、噬菌體DNA復(fù)制及相關(guān)蛋白質(zhì)的合成所復(fù)制及相關(guān)

15、蛋白質(zhì)的合成所需的需的原料、酶、場(chǎng)所等條件均來(lái)自于細(xì)菌原料、酶、場(chǎng)所等條件均來(lái)自于細(xì)菌。2、噬菌體的、噬菌體的代謝活動(dòng)代謝活動(dòng)（如蛋白質(zhì)的合成）（如蛋白質(zhì)的合成）是由是由噬菌體噬菌體DNA來(lái)控制來(lái)控制的。的。DNA分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論結(jié)論（1）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：DNA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性。能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性。DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成。能控制蛋白質(zhì)的生物合成。（2）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，只證明了只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，是遺傳物質(zhì)，不能證明不能證明DNA是

16、主要的遺傳物質(zhì)。是主要的遺傳物質(zhì)。3肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較相相同同點(diǎn)點(diǎn)均使均使DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作用用都遵循了對(duì)照原則都遵循了對(duì)照原則都能證明都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺是主要的遺傳物質(zhì)傳物質(zhì)不不同同點(diǎn)點(diǎn)方法方法不同不同肺炎雙球菌肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 直接分離直接分離：分離：分離S型菌的型菌的DNA、多糖、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng)型菌混合培養(yǎng)噬菌體侵染噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)細(xì)菌實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法：同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記分別標(biāo)記DNA和蛋和蛋白質(zhì)的特殊元素（白質(zhì)的特殊元素（32P和和35S）結(jié)論結(jié)論不同不同肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明證明DNA是遺是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明證明DNA是遺傳物是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是