肺炎双球菌转化实验.ppt

(2015全国1)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(阮粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现阮粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是A.阮粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.阮粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程,必修2遗传与进化,第3章基因的本质,第5讲DNA是主要的遗传物质,【按图索骥】,肺炎双球菌转化,噬菌体侵染细菌,烟草花叶病毒侵染烟草,DNA是遗传物质,RNA是遗传物质,【术语必背】,1.格里菲思实验的结论是：加热杀死的S型细菌中存在2.艾弗里实验的结论是：才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。3.在T2噬菌体的化学组成中，仅分子中含有S，P几乎都存在于分子中。4.证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是：设法将等其他物质分离开，观察它们的生理作用。5.病毒的遗传物质是；细胞生物的遗传物质是。,蛋白质,“转化因子”,DNA,DNA,DNA与蛋白质,单独地、直接地,DNA或RNA,DNA,【阅读教材】P42-44,1.肺炎双球菌体外转化实验设计思路将组成_的各种物质分离提纯，并使其分别与_混合培养，单独观察各种物质的作用。,S型细菌,R型细菌,2.体内转化实验与体外转化实验比较表,格里菲思,艾弗里,菌体无多糖荚膜、菌落表面粗糙、无毒性,菌体有多糖荚膜、菌落表面光滑、有毒性,将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内_,R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养_,R型活菌和S多糖荚膜混合培养_,R型活菌+SDNA混合培养_,将S型活菌注射到小鼠体内_,死亡,不死亡,不死亡,死亡,“转化因子”,有R菌、S菌,只有R型菌,只有R型菌,只有R型菌,DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质,R型活菌+S蛋白质混合培养_,SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质，即_,将R型活菌注射到小鼠体内_,将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内_,加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的_,(2011广东)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知,A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明S型菌的DNA是转化因子D.说明DNA是主要的遗传物质,【知识排查】,()(1)将S型菌的DNA和DNA酶混合加入含R型菌的培养基中，培养基中将产生S型菌。()(2)肺炎双球菌转化的实质是游离DNA片段的转移和重组。()(3)S型菌表面多糖类荚膜的形成受DNA(基因)控制。()(4)艾弗里等肺炎双球菌转化实验、赫尔希与蔡斯噬菌体侵染细菌实验的技术相同。,缺乏“转化因子”,S菌的游离DNA片段与R菌的DNA重组,用培养基转化培养,同位素标记,【核心讲透】,1肺炎双球菌转化实验,S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌,加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌,实验结果,体外转化实验,体内转化实验,项目,S型细菌各成分的作用进行对照,R型细菌与S型细菌的毒性对照,实验原则,体外培养基,在小鼠体内,培养细菌,艾弗里及其同事,格里菲思,实验者,体外转化实验,体内转化实验,项目,【核心讲透】,巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌转化实验,联系,将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用,用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化,巧妙构思,S型细菌的DNA是遗传物质,S型细菌体内有“转化因子”,实验结论,体外转化实验,体内转化实验,项目,实验目的都是探究遗传物质的本质,体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸,实验设计都遵循对照原则和单一变量原则,2肺炎双球菌转化实验中的对照分析(1)格里菲思的实验中的对照,用活的S型细菌、R型细菌、加热杀死的S型细菌分别注射小鼠形成对照，结果说明S型细菌有毒性，R型细菌和加热杀死的S型细菌无毒性。,加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射小鼠形成对照，结果说明S型细菌体内有转化因子能使R型细菌转化为S型细菌。,(2)艾弗里的体外转化实验,DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成相互对照，而DNA和DNA酶处理产物之间也形成对照，结果说明DNA是遗传物质，其他物质和DNA的水解产物不是遗传物质。,3.S型菌和R型菌转化的实质和影响因素,(4)一般情况下，转化的效率很低，只有少部分R型细菌被转化为S型细菌，原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。,(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质结构被破坏。DNA在加热过程中，双螺旋解开、氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可以得到恢复。,(2)S型细菌遗留下的DNA片段中，包含有控制荚膜形成的基因，这些片段从S型细菌中释放出来，被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌中，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。,(3)转化的实质：外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。,例：S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如、型等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换。在特殊条件下离体培养S-型肺炎双球菌可从中分离出R-型菌。Griffith将加热杀死的S-型菌与R-型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S-型菌；而单独注射加热杀死的S-型菌小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是A.S-型菌经突变形成了耐高温型菌B.S-型菌是由R-型菌突变形成的C.R-型菌经过转化形成了S-型菌D.加热后S-型菌可能未被完全杀死,(2014福建)在肺炎双球菌转化实验中，S型菌有S、S、S等多种类型，R型菌是由S型突变产生。利用加热杀死的S与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为_型，否定了这种说法。,S,例：“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是A.用S型活菌和热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行人工自动免疫，并形成对照B.用热杀死的S型菌与无毒R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体含量C.从死亡小鼠体内分离获得了S型菌，且这种变异是能遗传的，后代还全是S型菌D.S菌可能的各种因子分离并分别加入R型菌培养基中，观察是否发生转化,【好题练熟】,(2015云南三校联考一)下列关于遗传物质的说法，错误的是真核生物的遗传物质是DNA原核生物的遗传物质是RNA细胞核的遗传物质是DNA细胞质的遗传物质是RNA甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA噬菌体的遗传物质是DNAA.B.C.D.,2.(2015洛阳统考一)S型肺炎双球菌可使人患肺炎，而R型肺炎双球菌却无致病性，下列有关叙述正确的是A.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质B.S型菌再次进入人体后可刺激记忆细胞中某些基因的表达C.S型菌与R型菌致病性的差异是细胞分化的结果D.R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的,3.(2014湖南十三校一联)下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是A.给小鼠注射加热杀死的S型细菌，小鼠不死亡是因为S型细菌DNA加热后变性B.给小鼠注射加热杀死的S型细菌和R型活细菌，小鼠死亡，从死亡的小鼠体内可分离出活的S型细菌C.用32P标记噬菌体的侵染实验中，可以通过长时间保温减少上清液的放射性D.噬菌体侵染细菌实验中也可用14C和18O分别标记蛋白质和DNA,两种肺炎双球菌在小鼠体内的数量变化适量的R型细菌注入到小鼠体内，数量会减少，最后几乎降为0，原因是小鼠具有免疫系统，能将少量的R型细菌清除。适量的S型细菌注入到小鼠体内，数量会增加，因为S型细菌有毒，会使小鼠的免疫力大大降低。适量的混合菌注入到小鼠体内，数量都会增加，因为S型细菌的存在，导致小鼠免疫力下降，使R型细菌的数量也增加。加热杀死的S型细菌与正常的R型细菌混合注入到小鼠体内，R型细菌数量会暂时下降，但一旦S型细菌的DNA将R型细菌转化成活性S型细菌，小鼠的免疫力会崩溃，接下来两种细菌的数量都会增加。,解析：S型细菌DNA具有耐高温特性，加热仍有生物活性。给小鼠注射加热杀死的S型细菌和R型活细菌，小鼠死亡，说明有生物活性的S型细菌DNA，可促使R型活细菌转变成S型细菌。长时间保温，子代噬菌体释放出来，会提高上清液的放射性。蛋白质和DNA都含有C和O，不能达到间接分离的目的。,噬菌体侵染细菌的实验和DNA是遗传物质的相关实验,1据T2噬菌体模式图回答下列问题：(1)在标记噬菌体时，为什么用32P标记DNA，用35S标记蛋白质？能否用14C、18O等元素标记？,阅读教材,(2)在实验中，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染细菌，能否用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染细菌？(3)怎样才能获得用35S和32P标记的噬菌体？,(1)P只存在于DNA，S只存在于蛋白质；因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素，故不能标记C、O等元素。(2)不可以，因无法确定放射性是哪种物质。(3)分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，获得被32P和35S标记的大肠杆菌，再用噬菌体去侵染相应标记的大肠杆菌。,4RNA是遗传物质的相关实验(1)实验材料烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的组成是蛋白质和RNA。(2)实验过程及结果(3)实验结果分析和结论烟草花叶病毒的_能自我复制，控制生物的遗传性状，因此_是它的遗传物质。(2)不感染RNA(3)RNARNA,5DNA是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是_，所以DNA是主要的遗传物质。DNADNARNADNA,各小题来自2014各地高考及模拟名题的选项，请判断正误。(1)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。()(2)侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞。()(3)35S标记组：培养时间过长，沉淀物放射性增高。()(4)35S标记组：培养时间越长，含35S的子代噬菌体比例越高。()(5)32P标记组：搅拌不够充分，上清液放射性增高。()(1)(2)(3)(4)(5),知识排查,1噬菌体侵染细菌实验,核心讲透,(2)实验结果分析用35S标记噬菌体，上清液中放射性很高的原因：蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中。用35S标记的噬菌体，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。用32P标记噬菌体，沉淀物中放射性很高的原因：DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中。用32P标记的噬菌体，上清液中含放射性的原因：a保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。b保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液也会使上清液中出现放射性。,标记噬菌体侵染细菌实验中的误区该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。,3噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源的判断方法T2噬菌体侵染细菌时，用放射性元素标记的物质不同，放射性在子代出现情况不同：(1)若用32P和35S标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在部分子代T2噬菌体的核酸中有32P标记。(2)若用32P和35S标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。(3)若用C、H、O、N等标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，则只在部分子代T2噬菌体的核酸中有标记元素。(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。,解题时一定要看清标记对象是噬菌体还是细菌，若是噬菌体则标记蛋白质的元素在子代不会出现；若是细菌则在子代噬菌体中都会出现。噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系：,4与肺炎双球菌的体外转化实验的比较,5生物体内遗传物质的判断方法(1)作为遗传物质必须具备的四个条件能够精确地自我复制，使前后代具有一定的连续性。能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。具有贮存大量遗传信息的潜在能力。具有相对稳定性，可产生可遗传的变异。,(2)生物体遗传物质的判断具有细胞结构的生物，其细胞中含有DNA和RNA两种核酸，遗传物质是DNA。病毒体内只含有DNA或RNA种核酸，含DNA的病毒遗传物质是DNA，含RNA的病毒遗传物质是RNA。(3)病毒的遗传物质的探究思路若探究蛋白质和核酸哪个是遗传物质设法将两者分开，单独侵染宿主细胞，看能否增殖或个体是否出现患病症状即可证明。,若探究某种未知病毒遗传物质是DNA还是RNA，则借助水解酶法，观察能否增殖即可证明。具体步骤如下：a分离提纯：肺炎双球菌的转化实验。缺点：物质纯度不能保证是100%。b同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。c病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。d水解酶法：利用酶的专一性，控制起作用的物质，从而判断出起作用的物质种类。,一切生物(朊病毒除外)的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。细胞质中的核酸主要是RNA，而细胞质中的遗传物质是DNA。原核细胞的DNA分布于拟核和细胞质中的质粒。真核细胞的DNA主要存在于染色体上，少数存在于细胞质中的叶绿体、线粒体或质粒中。,1(2015临沂一模)在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对35S标记的噬菌体甲组不进行搅拌、32P标记的噬菌体乙组保温时间过长，其结果是()A上清液中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性B甲组沉淀物中出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性C沉淀物中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性D甲组上清液中出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性,好题练熟,解析：两组实验的正常现象是甲组的放射性主要出现在上清液中，乙组的放射性主要出现在沉淀物中。如果没有对甲组进行搅拌则吸附在细菌表面的噬菌体外壳和细菌一起经离心进入沉淀物，导致沉淀物中放射性较强。如果对乙组保温时间过长，则感染了噬菌体的细菌会裂解，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中放射性较强。,噬菌体侵染细菌实验的关键点拨实验思路：该实验思路与肺炎双球菌体外转化实验的实验思路相同，都是把DNA和蛋白质分开，分别研究它们在遗传中的作用。后者采用的是化学方法，而赫尔希和蔡斯则利用同位素标记技术分别标记DNA和蛋白质，间接将两者分开。实验操作：实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中含有质量较轻的T2噬菌体，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。实验结论：DNA是遗传物质。注意这个结论中不能加“主要”，当有“少量生物的遗传物质是RNA”作衬托的时候，才能说DNA是主要的遗传物质。,2(2015江苏五校联盟质检)下列关于噬菌体侵染细菌的实验叙述错误的是()A用32P标记的噬菌体侵染细菌时，保温时间过短或过长，都会使上清液放射性含量升高B用35S标记的噬菌体侵染细菌后，上清液放射性很高，但不能证明蛋白质不是遗传物质C该实验说明了DNA能自我复制并能指导蛋白质的合成D该实验的结果与肺炎双球菌转化实验的结果都能说明它们发生了可遗传的变异,解析：噬菌体侵染细菌的实验中，32P标记的是噬菌体DNA，实验中，噬菌体将DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，离心后，蛋白质外壳在上清液中，菌体在下面沉淀物中，沉淀物放射性很高。保温时间过短，32P标记DNA尚未注入细菌，离心后，导致上清液放射性含量升高；保温时间过长，侵染已完成且细菌裂解，导致上清液放射性含量升高，A正确。35S标记的是蛋白质外壳，并未进入细菌细胞，实验无法判断蛋白质不是遗传物质，B正确。进入细菌的只有DNA，却能得到许多个完整的噬菌体，说明DNA能自我复制并能指导蛋白质的合成，C正确。“噬菌体侵染细菌实验”重点研究DNA的遗传特性而不是其变异的特点，D错误。,3(2015江西省重点中学高三联考)一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是()A最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B摩尔根用假说演绎法论证了基因位于染色体上C探究减数分裂中染色体变化的实验用到模型建构的方法D将S型菌的DNA和DNA酶混合加入含R型菌的培养基中，培养基中将产生S型菌,解析：本题考查遗