闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程，認(rèn)同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。
有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨去觀察它們的作用呢？
1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記的技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。
艾弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA。因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。
T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。
T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗
哪一種物質(zhì)進入了大腸桿菌體內(nèi)？
DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？
放射性分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)
選擇什么元素進行放射性標(biāo)記？
實驗方法：放射性同位素標(biāo)記
如何單獨獲得只有35S或32P標(biāo)記的T2噬菌體？
如何將噬菌體中的蛋白質(zhì)標(biāo)記上35S和DNA標(biāo)記上32P？可不可以直接將T2噬菌體放在培養(yǎng)基中培養(yǎng)？
不可以，因為T2噬菌體營寄生生活，無法獨立生存。故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。
大腸桿菌＋含35S的培養(yǎng)基→ 含35S的大腸桿菌
大腸桿菌＋含32P的培養(yǎng)基→ 含32P的大腸桿菌
第二步：標(biāo)記T2噬菌體
噬菌體＋含35S的大腸桿菌→ 含35S的噬菌體
噬菌體＋含32P的大腸桿菌→ 含32P的噬菌體
第三步：已標(biāo)記噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌
用35S標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合
經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細(xì)菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌
蛋白質(zhì)外殼沒有進入大腸桿菌
攪拌：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離
離心：使親子代噬菌體分離獲得含有子代噬菌體的大腸桿菌
T2噬菌體中的DNA進入了大腸桿菌
用32P標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合
上清液放射性很低，沉淀物放射性很高
32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌
噬菌體借尾絲吸附在細(xì)菌表面
把DNA注入到細(xì)菌細(xì)胞
利用細(xì)菌的化學(xué)成分、酶系統(tǒng)和核糖體合成出噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)
新合成的DNA、蛋白質(zhì)組裝成很多噬菌體
細(xì)菌解體，釋放出噬菌體
子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，因此，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。
但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
35S標(biāo)記的一組，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性？
32P標(biāo)記的一組，為什么上清液中出現(xiàn)了放射性？
①35S標(biāo)記的一組，為什么沉淀中出現(xiàn)了放射性？
攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，離心時隨細(xì)菌到沉淀物中。
②32P標(biāo)記的一組，為什么上清液中出現(xiàn)了放射性？
S型細(xì)菌的分離物質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)相互對照
分別標(biāo)記噬菌體DNA和蛋白質(zhì)的兩組實驗相互對照
設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地直接研究各自不同的遺傳功能
證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能有效證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)（蛋白質(zhì)沒有進入細(xì)菌體內(nèi)）
艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實驗材料， 以細(xì)菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？
個體小，結(jié)構(gòu)簡單，細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。 繁殖快，細(xì)菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。
艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實現(xiàn)他們的實驗設(shè)計？這對于你認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？
艾弗里采用的主要技術(shù)手段：細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。 赫爾希采用的主要技術(shù)手段：噬菌體培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)、物質(zhì)的提純和分離技術(shù)等。啟示：科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進的。
RNA可作為某些病毒的遺傳物質(zhì)
只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？
如果你是科學(xué)家，請設(shè)計實驗證明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？
結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
①絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)
②極少數(shù)生物沒有DNA，只有RNA一種核酸，則RNA是遺傳物質(zhì)， 如煙草花葉病毒、艾滋病病毒HIV、大多數(shù)流感病毒等
就整個生物界來說，絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質(zhì)的，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)；但對某些生物體來說，遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA。
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
[典例]病毒甲、乙為兩種不同的植物病毒，經(jīng)重建形成雜種病毒丙(如圖所示)，用病毒丙去感染植物細(xì)胞，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖后產(chǎn)生的新一代病毒是
[典例]某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了如圖所示的實驗，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A.35S標(biāo)記的是DNAB.圖示實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)C.上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高D.沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中的攪拌程度無關(guān)
某人進行了以下4個實驗： ①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌； ②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌； ③用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細(xì)菌； ④用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌， 經(jīng)過一段時間后離心，以上4個實驗中放射性的主要位置依次是：
沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液

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版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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