遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的實驗及其內(nèi)容：

1、遺傳物質(zhì)：
①概念：能單獨傳遞遺傳信息的物質(zhì)。
②遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體。
③作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點是：
a、分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性；
b、能自我復制，保持上下代連續(xù)性；
c、能指導蛋白質(zhì)合成；
d、能產(chǎn)生可遺傳變異。
2、實驗：包括肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗、艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗（肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗）、T₂噬菌體侵染細菌的實驗（用分別含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌。）、煙草花葉病毒的感染和重建實驗。
實驗證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。
（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗：
①肺炎雙球菌

	S型細菌	R型細菌
菌落	光滑	粗糙
菌體	有多糖類莢膜	無多糖類莢膜
毒性	有毒性，使小鼠患敗血癥死亡	無毒性

②肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
a、研究者：1928年，英國科學家格里菲思。
b、實驗材料：S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。
c、實驗原理：S型肺炎雙球菌使小鼠患敗血病死亡；R型肺炎雙球菌是無毒性的。
d、實驗過程：


e、結(jié)論：加熱殺死的S型細菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”，促使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。
（2）艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗（肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗）：
a、研究者：1944年，美國科學家艾弗里等人。
b、實驗材料：S型和R型肺炎雙球菌、細菌培養(yǎng)基等。
c、實驗設(shè)計思路：把DNA與其他物質(zhì)分開，單獨直接研究各自的遺傳功能。
d、實驗過程及分析

e、實驗分析：①只有S型細菌的DNA能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。 ②DNA被水解后不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。
d、實驗結(jié)論：①S型細菌的DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，即DNA是遺傳物質(zhì)。 ②同時還直接證明蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
（3）T₂噬菌體侵染細菌的實驗：
a、研究著：1952年，赫爾希和蔡斯。
b、實驗材料：T₂噬菌體和大腸桿菌等。
c、實驗方法：放射性同位素標記法。
d、實驗思路： S是蛋白質(zhì)的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白質(zhì)中幾乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分別標記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨去觀察它們的作用。
e、實驗過程：標記細菌→標記噬菌體→用標記的噬菌體侵染普通細菌→攪拌離心。


科學家首先用放射性同位素³⁵S標記了一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，并用放射性同位素³²P標記了另一部分噬菌體的DNA，然后，用被標記的T₂噬菌體分別去侵染細菌（上圖），當噬菌體在細菌體內(nèi)大量增殖時，生物學家對被標記物質(zhì)進行測試。
f、測試的結(jié)果表明，噬菌體的蛋白質(zhì)并沒有進入細菌內(nèi)部，而是留在細菌的外部，噬菌體的DNA卻進入了細菌體內(nèi)，可見，噬菌體在細菌內(nèi)的增殖是在噬菌體DNA的作用下完成的。即結(jié)論：在噬菌體中，親代和子代間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即子代噬菌體的各種性狀是通過親代 DNA傳給后代的，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。




體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較：

	體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗	體外轉(zhuǎn)化實驗
實驗者	格里菲思	艾弗里及同事
培養(yǎng)細菌	用小鼠（體內(nèi)）	用培養(yǎng)基（體外）
實驗原則	R型細菌與S型細菌的毒性對照	S型細菌各成分作用的相互對照
實驗結(jié)果	加熱殺死的S型細菌能使R型細細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌	S型細菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型細菌
實驗結(jié)論	S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”	S型細菌的DNA是遺傳 物質(zhì)
兩實驗聯(lián)系：	(1)所用材料相同，都是肺炎雙球菌R型和S型 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實驗進一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA (3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則

肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較：

1．實驗設(shè)計思路比較

	艾弗里實驗	噬菌體侵染細菌實驗
思路相同	設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨、直接研究它們各自不同的遺傳功能
處理方式有區(qū)別	直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細菌混合培養(yǎng)	同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素（32P和35S）

2．兩個實驗遵循相同的實驗設(shè)計原則——對照原則
3．實驗結(jié)論比較
(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
(2)噬菌體侵染細菌實驗的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因為蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)。

知識點撥：

1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：
①用³²P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因：
a．保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射陡。
b．保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液中，也會使上清液的放射性含量升高。
②用³⁵S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量³⁵S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。
2、關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗中放射性元素的去向問題
①若用³²P和³⁵S標記病毒而宿主細胞未被標記，相當于間接地將核酸和蛋白質(zhì)分開，只在子代病毒的核酸中有³²p標記。
②若用³²p和³⁵S標記宿主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和蛋白質(zhì)外殼中均有標記元素。
③若用C、H、O、N等標記病毒而宿主細胞未被標記，則只在子代病毒的核酸中有標記元素。
④若用C、H、O、N等標記宿主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和蛋白質(zhì)外殼中均可找到標記元素。
3、標記噬菌體時應(yīng)先標記細菌，用噬菌體侵染被標記的細菌，這樣來標記噬菌體。因為噬菌體是沒有細胞結(jié)構(gòu)的病毒，只能在宿主細胞中繁殖后代，所以在培養(yǎng)基中它是不能繁殖后代的。
4、噬菌體侵染細菌實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)。除此之外，還能證明DNA能進行自我復制，DNA控制蛋白質(zhì)的合成。
5、兩個實驗都不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
6、細胞生物（包括原核和真核生物）含有兩種核酸（DNA和RNA），遺傳物質(zhì)是DNA；病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，只有一種核酸（DNA病毒、RNA病毒）。
7、DNA有四種堿基（AGCT），四種脫氧核苷酸。RNA有四種堿基（AGCU），四種核糖核苷酸。

知識拓展：

1、實驗設(shè)計的基本思路是設(shè)法把 DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨觀察它們的作用。
2、加熱殺死的S型細菌，其蛋白質(zhì)變性失活； DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打斷，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復。
3、轉(zhuǎn)化因子的實質(zhì)是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現(xiàn)了基因重組。
4、T₂噬菌體
（1）結(jié)構(gòu)：

（2）T₂噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有DNA。T₂噬菌體侵染大腸桿菌后，就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分，進行大量增殖。當噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。
5、侵染特點及過程
①進入細菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在外面不起作用。
②噬菌體侵染細菌要經(jīng)過吸附→注入核酸→合成 →組裝→釋放五個過程。
6、增殖特點：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身成分，進行增殖。

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