高中生物 3.1核酸是遗传物质的证据课件 浙科版必修21.ppt

第一节核酸是遗传物质的证据 1 概述噬菌体侵染细菌的过程 重 难点 2 概述肺炎双球菌转化实验 重 难点 3 简述烟草花叶病毒的感染和重建实验 一 染色体的组成和功能 染rna色组成蛋白质 体 功能 dna 组蛋白 非组蛋白 遗传物质的主要载体 思考 细胞中哪种细胞器的组成和染色体相似 提示 核糖体 二 证明dna是遗传物质的实验1 噬菌体侵染细菌的实验 1 噬菌体的两大结构组成 dna 蛋白质 代谢特点 只能 在细菌体内 不能独立地进行 遗传特点 在自身遗传物质的作用下 利用细菌体内的物质合成自身的组成成分 寄生 新陈 代谢 2 实验过程 标记 培养 搅拌 离心 检测 含放射性物质 含放射性物质 35s标记一部分噬菌体的 32p标记另一部分噬菌体的 用两种被标记的t2噬菌体分别去侵染 当t2噬菌体在细菌体内大量繁殖后 对标记物质进行 3 是噬菌体的遗传物质 蛋白质 dna 细菌 检测 dna 2 肺炎双球菌转化实验 1 肺炎双球菌的两种类型 光滑 有毒性 粗糙 小鼠患病致死 分别注射到小鼠体内 r型活菌 s型活菌 加热杀死的s型菌 r型活菌 加热杀死的s型菌 2 活体细菌转化实验 实验过程 小鼠活 小鼠活 小鼠患病致死 s型活菌 结论 加热杀死的s型菌中存在某种 能促使r型菌转化为s型菌 3 离体细菌转化实验 实验思路 从活的s型菌中抽提 和 物质 单独观察它们各自的作用 dna 蛋白质 荚膜 转化因子 活的r型菌 能转化为s型菌 不能转化为s型菌 不能转化为s型菌 不能转化为s型菌 特点 纯度越高 转化效率就越高 实验结论 dna使r型菌产生稳定的遗传变异 是遗传物质 dna dna dna 蛋白质 实验过程 活的s型菌 荚膜物质 dna dna酶 思考 s型活菌的dna和r型活菌混合培养后 所有的r型菌均转化为s型菌吗 提示 没有 大多数后代依然是r型菌 转化效率非常低 故r型菌转化为s型菌的仅仅是少部分 将可能作为 转化因子 的各种物质分别进行实验的设计意图是什么 提示 进行相互对照 可对实验结果进行对比分析 得出结论 同时可避免其他物质干扰 三 rna是遗传物质的证据1 烟草花叶病毒的组成蛋白质和 2 烟草花叶病毒侵染过程 3 实验结论烟草花叶病毒的遗传物质是 不感病 感病 不感病 rna rna 点拨 所有细胞生物 真核生物 原核生物 的遗传物质都是dna 只有部分病毒的遗传物质才是rna 一 噬菌体侵染细菌的实验分析1 实验过程 2 结果分析 3 实验结论 dna是遗传物质4 噬菌体侵染细菌实验说明 1 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 2 dna能控制蛋白质的合成 警示钟 噬菌体侵染细菌的实验误差再认识 1 用32p标记的噬菌体侵染细菌 理论上讲 含32p标记的dna全部注入细菌内部 悬浮液中的放射性为0 但实际上悬浮液中含有少量放射性的原因是 保温时间过短 部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内 经离心后分布于悬浮液中 使悬浮液中出现放射性 保温时间过长 噬菌体在细菌体内增殖后释放子代噬菌体 经离心后分布于悬浮液中 也会使悬浮液出现放射性 2 用35s标记的噬菌体侵染细菌 理论上讲 含35s标记的蛋白质不能进入细菌内部 离心后全部存在于悬浮液中 实际上沉淀物中也有少量放射性的原因是 由于搅拌不充分 有少量35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现少量的放射性 典例训练1 2011 江苏高考 关于噬菌体侵染细菌的实验的叙述 正确的是 a 分别用含有放射性35s和32p的培养基培养噬菌体b 分别用35s和32p标记的噬菌体侵染未被标记的细菌 进行长时间的保温培养c 用35s标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物中存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分所致d 32p 35s标记的噬菌体侵染实验分别说明dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 思路点拨 解答本题的两点关键 一是明确噬菌体只能营寄生生活 二是明确本实验的实验结论是dna是遗传物质 解析 选c 噬菌体营寄生生活 不能用培养基直接培养 需用含有放射性的细菌培养才能使噬菌体带上放射性标记 实验中保温时间不能过长 否则会使一些含有32p的子代噬菌体释放出来 离心后存在于悬浮液中 导致悬浮液中检测出大量放射性 本实验可说明dna是遗传物质 但不能证明蛋白质不是遗传物质 变式训练 2012 杭州高二检测 赫尔希和蔡斯利用同位素示踪法 完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验 1 图中锥形瓶内的培养液是用来培养 2 如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的悬浮液中 则获得该实验中的噬菌体的培养方法是 a 用含35s的培养液直接培养噬菌体b 用含32p的培养液直接培养噬菌体c 用含35s的培养液培养细菌 再用此细菌培养噬菌体d 用含32p的培养液培养细菌 再用此细菌培养噬菌体 3 用被32p标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌 离心后 发现悬浮液中有放射性物质存在 这些放射性物质的来源可能是 解析 1 若要标记噬菌体 必须先标记细菌 再用噬菌体去侵染细菌 因为噬菌体只能寄生在活细胞中 不能用培养液直接培养噬菌体 2 若悬浮液中放射性较高 说明有35s标记的噬菌体的蛋白质外壳 若在沉淀物中放射性较高 则说明有32p标记的噬菌体的dna 3 用32p标记噬菌体后 沉淀物中放射性较高 若悬浮液中也有少量放射性物质 可能的原因是 没有侵入细菌的噬菌体或侵入细菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体 答案 1 细菌 2 c 3 没有侵入细菌的噬菌体或侵入细菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体 变式备选1 如图表示用同位素32p 32s和31p 35s分别标记噬菌体和细菌的dna和蛋白质 然后进行 噬菌体侵染细菌的实验 侵染后产生的子代噬菌体和亲代噬菌体形态完全相同 而子代噬菌体的dna分子与蛋白质分子应含有的标记元素是 a 31p 32p 32sb 31p 32p 35sc 31p 32p 32s 35sd 32p 32s 35s 解析 选b 由于噬菌体的蛋白质没有进入细菌 所以子代噬菌体的蛋白质只含有细菌的标记元素35s 亲代噬菌体的dna侵入细菌体内 利用细菌的dna合成子代的dna 子代噬菌体的dna中既含有自身的标记元素32p 又含有细菌的标记元素31p 二 dna是遗传物质实验的比较离体细菌转化实验与噬菌体侵染细菌的实验的比较 1 设计思路 思路相同 都是设法将dna与其他物质分开 单独地直接地研究它们各自不同的遗传功能 2 实验原则 两个实验遵循相同的实验原则 对照原则 肺炎双球菌转化实验中的相互对照 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 方法台 同位素示踪法的实验应用规律 1 标记特征元素 探究化合物作用 如t2噬菌体侵染细菌的实验中 用32p标记噬菌体的dna 细菌内发现放射性 35s标记蛋白质 细菌内未发现放射性物质 证明了dna是噬菌体的遗传物质 2 标记某元素 追踪其转移途径 如用18o标记h218o 光合作用只产生18o2 证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于h2o 而不是来自于co2 3 标记特征化合物 探究详细生理过程 研究生物学原理 如用3h标记亮氨酸 探究分泌蛋白的分泌过程 典例训练2 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型菌的荚膜物质有酶活性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 思路点拨 解答本题的关键是确定本转化实验的实验结果 dna是遗传物质 解析 选c 本实验说明只有加入dna r型菌才能转化为s型菌 dna是转化因子 但不能说明荚膜物质有酶活性 可组成对照实验 由实验结果与自变量的对应关系可知 s型菌的dna是转化因子 实验 只能说明dna是转化因子 互动探究 1 题中第 组实验的目的是什么 提示 dna酶将dna水解为脱氧核苷酸 分解后的产物不能使r型菌转化为s型菌 说明dna必须保持完整性才能完成其功能 同时也从反面证明dna是遗传物质 2 从对照实验角度考虑 本实验的单一变量是什么 提示 向r型菌培养基中加入的物质 变式备选2 在肺炎双球菌转化实验中 将加热杀死的s型菌与r型菌相混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 则小鼠体内s型菌 r型菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项 解析 选b 随着r型菌转化成s型菌 s型菌的数量变化呈现s形曲线的变化 r型菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭 随着小鼠免疫系统的破坏 r型菌数量又开始增加 探究点 探究实验中对照组的设计思路和结果预测方法 禽流感病毒遗传物质的判定 案例 自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒 简称禽流感病毒 我国就参与了抗击禽流感的国际性合作 并已经研制出预防禽流感的疫苗 根据所学知识回答下列问题 1 实验室中获得大量禽流感病毒 不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上 而是以活鸡胚为培养基 其原因是 2 利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组成 原理是 rna在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色 dna与二苯胺试剂共热显蓝色 3 实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和rna 不含dna 则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是 4 请你预测用禽流感病毒的蛋白质和rna分别感染活鸡胚所存在的几种可能性 如果蛋白质与rna都有遗传效应 说明蛋白质和rna都是遗传物质 如果rna有遗传效应 蛋白质没有遗传效应说明 如果 说明rna不是遗传物质 蛋白质是遗传物质 如果 说明 关键点突破 1 解答本题中的两个关键点 病毒培养基的选择 病毒是没有细胞结构的一类生物 它们仅由核酸和蛋白质外壳组成 既无产能酶系 也无蛋白质和核酸合成酶系 不能在培养基上直接培养 只能利用宿主活细胞作为培养基 探究实验中如何设置单一变量 禽流感病毒体内有多种物质成分 要探究到底哪一种是它的遗传物质 需要设置对照实验进行探究 而控制单一变量是设置对照实验所必须遵循的原则 所以需要单独观察每一种物质的作用效果 因此需利用分离提纯法或同位素示踪法 2 探究性实验结果预测的方法 探究性实验的预测实验结果不惟一 大多有三种可能 变量促进结果 变量抑制结果 变量与结果无关 或结果与变量的浓度有关 还有就是本题 4 这种情况 全肯定 全否定 一肯定一否定 等 标准答案 1 病毒的繁殖只能寄生在宿主的活细胞中进行 2 蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色 3 设法将禽流感病毒的蛋白质和rna分开 单独地 直接地去观察它们各自的作用 4 rna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 rna没有遗传效应 蛋白质有遗传效应 rna和蛋白质都没有遗传效应rna和蛋白质都不是遗传物质 失分点警示 得分要点 1 必须体现 寄生在活细胞 2 必须体现 双缩脲试剂 紫色 3 必须体现 分开 单独 4 必须体现 rna 蛋白质 失分案例 1 错答为 活鸡胚内营养物质丰富 混淆了病毒与细菌的不同生活方式 2 答为 双缩尿 错别字失分 错答为 蓝色 不能清楚的理解蛋白质鉴定实验的现象 3 答为 分离提纯 4 在 说明中只写 rna是遗传物质 而未写 蛋白质不是遗传物质 没有明确实验的目的 从而忽略了实验的结论 1 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 a 分别提取dna片段 研究其遗传效应b 设法提高dna纯度 研究其遗传效应c 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的遗传效应d 应用同位素示踪法 研究dna在亲代与子代之间的传递 解析 选c 肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪法 2 2012 桐乡高二检测 格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌进行了著名的转化实验 关于此实验的叙述不正确的是 a 说明了肺炎双球菌的遗传物质是dnab 说明了r型活菌能够单独转化为s型菌c 说明了r型活菌是无毒性的d 说明了加热杀死的s型菌是无毒的 解析 选b 单独的r型活菌不能够转化为s型菌 只有加入加热杀死的s型肺炎双球菌 才可以在s型肺炎双球菌内的 转化因子 作用下转化为s型菌 3 噬菌体侵染细菌的实验中 子代噬菌体的dna a 在噬菌体dna的指导下 用细菌的物质合成的b 在细菌dna的指导下 用细菌的物质合成的c 在噬菌体dna的指导下 用噬菌体的物质合成的d 在细菌dna的指导下 用噬菌体的物质合成的 解析 选a 当噬菌体侵染细菌时 注入到细菌细胞内的只有噬菌体dna 子代噬菌体的蛋白质外壳和dna都是在噬菌体dna的指导下 用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的 4 能证明rna是遗传物质的实验是 a 烟草花叶病毒感染实验b 噬菌体侵染细菌实验c 豌豆杂交实验d 肺炎双球菌的转化实验 解析 选a 烟草花叶病毒的核酸是rna 通过侵染实验证明rna起遗传物质的作用 噬菌体是由蛋白质和dna组成的病毒 豌豆杂交实验研究的是真核生物核内基因的传递规律 肺炎双球菌的转化实验证明dna是遗传物质 5 2012 金华高二检测 下列能使小鼠致死的肺炎双球菌及组合是 活r型菌 活s型菌 加热杀死的s型菌 活r型菌 加热杀死的s型菌a b c d 解析 选b 使小鼠致死的肺炎双球菌为活的有毒性的s型菌 r型菌无毒 不会使小鼠死亡 加热杀死的s型菌失去毒性 不会使小鼠死亡 但把加热杀死的s型菌与活r型菌混合培养后 发生转化 使一部分活r型菌转化为活s型菌 具有毒性 可使小鼠死亡 6