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讲义 核酸是遗传物质的证据
【补充材料】遗传物质应有的特点
1、稳定性：遗传物质的含量及结构都应保持稳定，生物的性状才能保持稳定。
2、连续性：遗传物质可以通过复制传递到下一代。
3、遗传物质可以控制生物性状，并能产生可遗传的变异。
人类很早就认识到染色体是遗传物质的载体，因为染色体含量稳定，且能通过复制传递到下一代。那么，染色体中的哪种成分才是真正的遗传物质呢？
【肺炎双球菌】它属于细菌还是真菌？ ； 核细胞，有无染色体？
有无细胞器？
实验一、活体细菌转化实验

实 验 过 程
结 果
第一步
无毒性的R型活细菌注射到鼠体内
鼠不死亡
第二步
有毒性的S型活细菌注射到鼠体内
鼠死亡
第三步
加热杀死的S型细菌注射到鼠体内
鼠不死亡
第四步
无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内
鼠死亡，并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌，其后代也有毒性。
结论：S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
问题：该实验有没有证明遗传物质是DNA？ 若直接进行第四步实验是否合理？
【补充解释】加热后，蛋白质发生不可逆的变性，故肺炎双球菌受热后死亡。DNA受热后结构也会破坏，一定温度范围内，降温后，DNA或恢复原状，称复性。故加热杀死的S型肺炎双球菌中的DNA仍具作用。
由于细胞膜具有选择透性，活细胞不能吸收外界的大分子，但细菌可以得到外源DNA，目前还没有非常清晰的解释。通过观察发现，细菌得到外源DNA的几率为百分之几，且吸收外源DNA 并完成转化与细菌所处的时期与状态有关。
实验二、离体细菌转化实验
设计思路：将DNA与多糖、
脂质、蛋白质、RNA分开，
分别与R型活细菌混合培
养，直接、单独地观察它
们的作用

1、只有在加入 的一组中可以观察到有S菌产生，是否这一组中只有S菌？
最后一组与 组构成对照？其目的在于说明 。这一步的操作利用了酶的 性。
2、如何检测培养液中有S菌出现？
3、在抽提出的S菌的DNA中，混有少量蛋白质，若用蛋白酶处理该抽提物后加入到R型肺炎双球菌的培养液中，预期转化得到的S菌比以前 （多、少）。
实验三、噬菌体侵染细菌的实验
【病毒】无细胞结构的生物，只能生活于宿主细胞内才能表现出生命现象。因为无细胞结构，故不能独立完成任何一种生命活动。病毒结构简单，基本结构只是一层蛋白质外壳（称衣壳）包裹一段核酸（DNA或RNA，只能是其中的一种）。有的病毒在衣壳外还有一层膜，来自于破裂的宿主细胞的质膜。病毒的分类可以其侵染对象为依据，宿主是植物细胞的病毒，称植物病毒；侵染动物细胞的病毒称动物病毒；侵染细菌的病毒称噬菌体。按所含遗传物质区分，可以将病毒分为DNA病毒，病毒只含DNA，以DNA为遗传物质。另有少数病毒为RNA病毒，病毒只含有RNA，并以RNA为遗传物质。
选择病毒为实验材料，其好处在于病毒只含DNA与蛋白质，可减少其它物质的干扰。另外，病毒繁殖迅速，可以很快得到实验结果。
噬菌体的增殖过程：
吸附。依靠衣壳上的特殊结构，噬菌体吸附于细菌表面。
注入。病毒将遗传物质注入到宿主细胞（细菌）内部。
合成。病毒利用宿主细胞内的原料、能量，同时在病毒遗传物质的控制下，合成属于病毒的蛋白质与核酸。
组装。将新合成的蛋白质与核酸组装成新的子代病毒。
释放。宿主细胞裂解，子代病毒释放出来。
实验方法：同位素标记法
实验思路：将DNA与蛋白质区分开，单独地、直接地观察各自的作用。
实验步骤：
标记。用35S标记甲组噬菌体的 ，用32P标记乙组噬菌体的 。原因：硫元素只存在于蛋白质中，而磷元素几乎只存在于DNA中。通过该处理，可以使噬菌体中的蛋白质与DNA区分开来。
侵染、培养。将甲组噬菌体，加入到含有大肠杆菌的甲组培养液中，用来侵染甲组细菌。用乙组噬菌体来侵染另一组细菌。保温一段时间，让噬菌体侵染细菌并在细菌内完成增殖过程。
搅拌。将培养液转入到搅拌器中进行搅拌，其目的是 。
离心。经过离心处理后，培养液分层。上清液含培养液及噬菌体或其衣壳，下层沉淀物中含大肠杆菌。
检测。检测放射性出现的位置。若放放射性出现于沉淀物中，表明标记物进入到菌体内。若放射性集中在上清液中，则标记物未进入到菌体内。你认为遗传物质应该出现在上清液中还是沉淀物中？
本实验对照角度是 。观测指标是 。
实验结果：甲组放射性主要出现在上清液中；乙组放射性主要出现在沉淀物中，且乙组中得到的子代噬菌体中，也能检测到放射性。
结论分析：能进入到细菌内的是 。并且该物质在亲子代之间表现出连续性，表明其可以传递至子代噬菌体。可见，该物质可进入到细菌内进行复制和控制蛋白质的合成，并形成子代个体。说明噬菌体的遗传物质是 。
问题：
1、若没有进行搅拌，对实验造成的影响是
。
2、若甲组的沉淀物中也有少量放射性，原因是
。若乙组的上清液中也有少量放射性，原因是 。
3、若保温培养的时间过长，预期乙组中上清液中的放射性会 （增加、减少）。
【补充】如何使噬菌体被标记？
噬菌体只能利用宿主细胞内的氨基酸和脱氧核甘酸为原料合成自身的DNA和蛋白质。若要使噬菌体得到35S和32P的原料并被标记，首先要标记细菌，使细菌内含有上述成分。例如要用32P标记噬菌体，其步骤如下：先用含32P的培养基培养细菌，使细菌内的核酸被32P标记。再用这种细菌培养噬菌体，使噬菌体的DNA被标记。
思考：用15N标记的细菌来培养噬菌体，能否达到区分噬菌体中的蛋白质与DNA目的？
实验四、烟草花叶病毒的重建实验。
烟草花叶病毒（简称TMV），它的基本成分就是蛋白质和RNA。1957年，格勒和施拉姆作了如下实验：①用石炭酸处理这种病毒，把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常的烟草上，结果发生了花叶病；②如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。此实验的结论是什么？
以后又有科学家完成了以下实验。

【小结】1、对所有具细胞结构的生物而言，细胞内既含DNA又含RNA，以DNA为遗传物质，其遗传信息贮存有DNA中。
2、病毒只含一种核酸，多数病毒含DNA，以DNA为遗传物质，如噬菌体。少数病毒含RNA，以RNA为遗传物质，如烟草花叶病毒，HIV病毒。
3、基因是一段核酸，多数生物的基因是一段DNA，对RNA病毒而言，基因是一段RNA。
4、核酸是一切生物的遗传物质，DNA是主要的遗传物质。

习题
１、在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项（ ）

２、噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质。（ ）
３、噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质。（ ）
４、对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是 (　　)
A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点
B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点
C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体 中出现2个黄色、2个绿色荧光点
D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点