1928年，英国细菌学家格里菲思用一种双球菌对小鼠做实验。这种双球菌能够使多种哺乳动物患肺炎，因此也称肺炎双球菌。肺炎双球菌有一种有荚膜，在培养基上能形成光滑的菌落，感染这种细菌的小鼠最终会因败血症而死亡。因此这种细菌被称为有毒型(S)；另有一种没有荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，小鼠的正常防御系统能够识别并杀死这种细菌，而使小鼠不患病。这种细菌因此被称为无毒型(R)。格里菲思把有毒的双球菌加热杀死后，给小鼠注射，小鼠不会死亡。可是当他把加热杀死的有毒菌(S)和活的无毒型菌(R)混合、给小鼠注射后，小鼠在24小时内全都死掉了。而且在死亡小鼠的心脏血液中找到了活的有毒型细菌(S)。这些活的有毒型细菌是从哪里来的？格里菲思提出，在死去的有毒型细菌中可能有一种转化因子，是它们使原本对小鼠无毒的细菌(R)变成了有毒的细菌(S)。
1944年，美国细菌学家艾弗里和他的同事们决心要找到这种转化因子。他们把有毒的肺炎双球菌加热杀死后，想办法分离出它的各种大分子物质。他们用蛋白酶处理这些大分子，把其中的蛋白质分解去除，然后用剩余物质与无毒的肺炎双球菌混合培养。结果无毒的双球菌变成了有毒的双球菌，并且他们分裂产生的后代也都能致病。而如果用DNA酶处理分离得到的大分子，把其中的DNA分解去除，然后用剩余物质与无毒的双球菌混合培养，结果无毒的双球菌不变成有毒的双球菌。
这些实验结果表明DNA就是要找的转化因子，它是遗传信息的携带者，表明DNA是遗传物质。
实验名称实验过程及现象结论
细菌的转化1．注射活的无毒菌，小鼠正常。2．注射活的有毒菌，小鼠死亡。3．注射杀死的有毒菌，小鼠正常。4．注射“活的无毒菌+杀死的有毒菌”，小鼠死亡。
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
5．杀死的有毒菌与活的无毒菌混合培养，无毒菌全变为有毒菌。6．杀死的有毒菌滤液与活的无毒菌混合培养，无毒菌全变为有毒菌。7．从杀死的有毒菌滤液中提纯出：①DNA②蛋白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培养，①能使无毒菌变为有毒菌；②③④与无毒菌一起混合培养，没有发现有毒菌。
噬菌体侵染细菌用放射性元素和分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，让其在细菌体内繁殖，在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素DNA是遗传物质
“证明DNA是遗传物质”的实验中的关键问题
首先，实验设计中最关键的是问题是设法把蛋白质与DNA分开，单独地、直接地去观察蛋白质和DNA的作用。
实验需要具备的技术手段是细菌的培养技术和DNA与蛋白质的提取分离技术。
【教学设计方案】
一、教学重点及解决办法
1.教学重点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2.解决办法
（1）通过学生分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程，使学生确信S型死细菌细胞中含有某种转化因子。再通过艾弗里的体外转化实验，即从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等分别加入培养R型细菌的培养基中，引导学生明确只有DNA具有转化作用。
（2）通过学生分析赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验过程，用同位素标记法，明确只有噬菌体的DNA注入到细菌体内，而蛋白质外壳留在外面，经分析得出，子代噬菌体DNA和蛋白质，都是在注入到细菌体内的噬菌体DNA指导下完成的，说明DNA是连续的。
2．教学难点及解决办法
1.教学难点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质？
2.解决办法
（1）从科学研究方法入手，对每一个实验步骤进行分析，尤其要重视第3步和第4步两个实验。何谓加热杀“死”？杀“死”后的S型细菌还含有某种转化因子？这里需要从两方面说明，一方面加热的温度一般为60℃左右，不能太高；另一方面说明转化因子的结构相当稳定。另外，在设问“肺炎双球菌的转化实验中，证明DNA是遗传物质的实验设计中最关键的思路是什么？”通过学生回答、教师引导，最后指出关键是“DNA和蛋白质分开，单独、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。”
（2）通过讲解烟草花叶病的实例来说明，并列表对比。
【课时安排】
1课时。
【教学过程】
引言：上个学期我们已经学习过了生物的新陈代谢、生殖和发育，这些都是生物的基本特征。在新陈代谢和生殖发育的基础上，生物还表现出遗传和变异的特性，这也是生命的基本特征之一。从今天开始，我们将要学习这方面的知识。
那么，遗传和变异究竟是怎样发生的？在生物体内是什么物质对遗传和变异起着决定作用？生物的遗传和变异有哪些共同的基本规律？对于这些问题，我们将在这一章进行学习。
我们知道，子代和亲代在性状上相似，是由于亲代将决定生物性状的遗传物质传给了后代，那么什么是遗传物质呢？
一、DNA是主要的遗传物质
通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习，认识到染色体在生物的传种接代中具有重要作用。染色体的主要成分是蛋白质和DNA。那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？请看下面两个著名的实验。
1．DNA是遗传物质的证据
（1）肺炎双球菌的转化实验
出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。
提问：
a.肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？
b.第四组的实验结果说明了什么？
c.艾弗里及其同事的设计思路是什么？他们的研究结果说明了什么？
学生阅读教材P2～P3，边看书边看图解，回答上述问题。
教师根据学生回答进行点拨，并强调：
实验过程可分为四大步骤：注射无毒性的R型活细菌，小鼠正常；注射有毒性的S型活细菌，小鼠患败血症死亡；注射加热杀死了的S型细菌，小鼠正常；注射“R型活细菌+杀死的S型细菌”，小鼠患败血症死亡。
第四组的实验结果表明，被加热杀死的S型细菌中，存在着使R型活细菌转变成S型细菌的“转化因子”。这一“转化因子”究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。
DNA、蛋白质和多糖等，何者是“转化因子”，即遗传物质？艾弗里和他的同事设法以S型活细菌中提取DNA、蛋白质、糖类及无机物，分别与R型细菌混合培养，其结果是，只有加入DNA的，R型才转化为S型细菌。这一结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
（2）噬菌体浸染细菌的实验
出示噬菌体模式图，学习完各部分结构名称后，教师归纳：
噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNA。
出示噬菌体浸染细菌的实验过程图。
学生阅书P3～P4页，然后回答问题：
a.放射性同位素和放射性同位素用于标记噬菌体的何种成分？有什么目的？
b.叙述噬菌体侵染细菌的实验过程。
c.噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作用下完成的？根据是什么？
d.这个实验的结果说明了什么？
教师归纳：
a.从元素组成来看，由于蛋白质分子中含S而不含P，DNA分子中含P而不含S。这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而不标记DNA，另一部分噬菌体只标记DNA而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。
b.噬菌体侵染细菌的过程：
吸附→注入（DNA）→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体。
c.噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体DNA的指导下完成的，因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的DNA才进入细菌体内。
d.实验结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
2．DNA是主要的遗传物质
（1）某些病毒的遗传物质是RNA
如烟草花叶病毒，不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。对这些病素来说，RNA就起着遗传物质的作用。
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA。
二、总结
通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体浸染细菌的实验，充分说明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
虽然少数病毒的遗传物质是RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
【扩展资料】
一、关于细胞质遗传
细胞质遗传生物的大多数性状是受染色体上的DNA控制的，染色体上的DNA存在于细胞核内，受核内DNA控制的遗传叫做细胞核遗传。但是，生物也有一些性状不是由细胞核内的DNA所控制，而是由细胞质里的DNA所控制，这样的遗传叫做细胞质遗传。
细胞质遗传的主要特点：细胞质遗传的主要特点一是细胞质遗传都表现为母系遗传；二一是杂交后代都不出现一定的分离比例。其原因是：细胞进行分裂时，细胞质中的遗传物质不像细胞核中染色体和DNA分子那样进行有规律的分离，而是随机地分配到子细胞中去。
二、关于细菌转化实验的补充内容
多年来，世界各国进行了许多细菌的转化实验，进一步确定遗传物质是DNA。所谓转化是指从甲种细菌提取出转化因素（即遗传物质）来处理乙种细菌，使乙种细菌获得甲种细菌的某些遗传特性。例如，人和动物的一种肺炎是由肺炎双球菌引起的。肺炎双球菌有许多种，像农作物的品种一样，各有其遗传的特异性。有人从一种有荚膜的肺炎双球菌中提取出DNA和蛋白质，再用这种DNA培养无荚膜的肺炎双球菌。结果，这种细菌转化成为有英膜的了，而且这一有荚膜的新特性还可以一代一代地遗传下去。如果用提取出的蛋白质培养细菌，就不能产生转化的效果。实验的结果可以确定，遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
三、细胞质和细胞核的互作
细胞质的线粒体是一个半自主的细胞器，它有自己的基因组，能进行DNA的复制、转录和翻译，可以编码自身的以及少量蛋白质。但这些过程并不是线粒体完全独立地进行的，它离不开核基因的指导与调控。线粒体基因表达所必需的一些蛋白质，如RNA聚合酶、核糖体大亚单位以及许多调控因子都是由核基因编码，在细胞质的核糖体上合成后，运输进入线粒体后再起作用。线粒体功能的正常发挥需要线粒体基因组和核基因组的互作。组成呼吸链的一系列结构蛋白是线粒体和细胞核共同编码的，这些蛋白质的正确组装，受核基因控制。同时，研究发现，细胞质的线粒体也可以以不同的方式影响该基因的表达。