高三生物一轮复习 第六单元 第一课时遗传的分子基础课件 新人教版.ppt

教材案 第一课时dna是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌 2 转化实验 二 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验材料 t2噬菌体 大肠杆菌 2 实验方法 放射性同位素标记法 也叫示踪法 3 实验过程 用s或32p分别标记t2噬菌体 用未标记的大肠杆菌培养标记的t2噬菌体 搅拌 离心 放射性检测 4 实验结果 用35s标记的噬菌体侵染细菌 离心沉淀物中无放射性 用32p标记的噬菌体侵染细菌 离心沉淀物中有放射性 5 实验结论 子代噬菌体的各种性状 是通过亲代的dna遗传的 dna是遗传物质 三 dna是主要的遗传物质 1 实验材料 烟草花叶病毒 烟草 2 实验过程 3 实验结论 在无dna情况下 如rna病毒 rna是遗传物质 因为绝大多数生物的遗传物质是dna 只有少数病毒的遗传物质是rna 所以说dna是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌转化实验的设计遵循了对照原则 增强了结果的科学性和可信度 例如体内转化实验中 前三组都是对照组 第四组为实验组 体外转化实验中各组互为对照 2 实验证明 把dna溶液加热到沸点 可使其氢键断裂 双螺旋解开 但如将其缓慢冷却 分离的单链就可部分 地得以重聚 恢复其双螺旋结构 3 艾弗里及其同事的体外转化实验中 s型菌的dna dna酶与r型活细菌混合培养 的实验证实dna的水解产物不是 转化因子 其目的是从反面证实dna是遗传物质 4 艾弗里及其同事的体外转化实验还可证明 蛋白质 多糖 rna 脂质 dna水解产物等不是遗传物质 dna能引起可遗传的变异 实验探究进阶 1 实验设计的基本思路是设法把dna和蛋白质分开 单独观察它们的作用 2 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 但dna在加热过程中 双螺旋解开 氢键被打断 但缓慢冷却时 其结构可恢复 3 转化的实质是s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中 即实验了基因重组 4 体内 体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照原则 各实验相互为对照 增强了结论的说服力 典例1某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 s型菌的dna dna酶 加入r型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 加入s型菌 注射入小鼠 r型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型菌的dna 注射入小鼠 s型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入r型菌的dna 注射入小鼠 以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 a 存活 存活 存活 死亡 b 存活 死亡 存活 死亡 c 死亡 死亡 存活 存活 d 存活 死亡 存活 存活 思路剖析 s型菌是有毒性的 但若将其dna在dna酶的作用下水解掉 则s型菌的dna水解产物不能使rna菌发生转化 故实验 中小鼠存活 实验 中不管是否用dna酶将r型菌的dna水解 因后来又加入了有毒的s型菌 故小鼠都会死亡 中加入dna酶后用高温加热后冷却 dna酶变性失活 r型细菌死亡 故再加入s型菌的dna也不能使r型菌发生转化 所以小鼠存活 中加入dna酶后用高温加热后冷却 dna酶变性失活 s型细菌死亡 再加入r型菌的dna而不是活的r型菌 故也不能使小鼠死亡 答案 d 典例2 2011年广东理综 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 思路剖析 组 r型菌 s型菌的蛋白质 荚膜多糖 只长出r型菌 说明蛋白质 荚膜多糖不是转化因子 组 r型菌 s型菌的dna 结果既有r型菌又有s型菌 说明s型菌的dna可以使r型菌转化为s型菌 组 用dna酶将dna水解 结果只长出r型菌 说明dna的水解产物不能使r型菌转化为s型菌 该组实验从反面说明了只有dna才能使r型菌发生转化 答案 c 1 噬菌体侵染细菌实验说明 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能够控制蛋白质的生物合成 2 噬菌体侵染细菌后 合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料 氨基酸全部来自细菌 而组成子代噬菌体的dna既有来自侵入细菌的亲代噬菌体 起模板作用 的 也有利用细菌体内的原料 脱氧核苷酸新合成的 3 上清液和沉淀物放射性分析 1 用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中含放射 二 噬菌体侵染细菌的实验 性的原因 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 噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离 这一段保温时间过长 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 2 用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌 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 4 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 5 实验过程中排除干扰因素的常用方法 1 将各种物质分开来分别实验 2 用同位素进行示踪 如在噬菌体侵染细菌的实验中用32p和35s分别标记dna和蛋白质 3 利用酶的专一性除去某些干扰物质 如在肺炎双球菌的转化实验中选用dna酶降解dna作对照实验 实验探究进阶 注意标记对象是噬菌体还是细菌 标记对象不同对应结果不同 具体见下表 典例3 2009年广东a卷 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 a 重组dna片段 研究其表型效应 b 诱发dna突变 研究其表型效应 c 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应 d 应用同位素示踪技术 研究dna在亲代与子代之间的传递 思路剖析 肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术 两实验都没有涉及突变和重组 答案 c 1 rna是遗传物质的证据 烟草花叶病毒 tmv 对烟草的感染与重建 烟草花叶病毒 简称tmv 其基本成分是蛋白质和rna 体内无dna 为查明其遗传物质 1957年格勒和施拉姆进行了如下实验 三 dna是主要的遗传物质 1 实验一 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是rna 2 实验二 规律精讲精析 构建的重组病毒 其遗传性状同提供核酸 dna或rna 的病毒完全一致 与提供外壳蛋白的病毒无关 说明dna或rna是遗传物质 2 生物体内遗传物质的判别 1 dna和rna共同存在时 dna是遗传物质 rna是dna转录产生的 它不是遗传物质 只有在少数没有dna存在的病毒中 rna才起遗传物质的作用 2 一切有细胞结构的生物 遗传物质都是dna 3 生物的遗传物质是核酸 dna和rna dna是主要的遗传物质 是针对整个生物界而言 规律精讲精析 作为遗传物质必须具备的4个条件 1 在生长和繁殖的过程中 能够精确地复制自己 使前后代具有一定的连续性 2 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 3 具有储存大量遗传信息的潜在能力 4 结构比较稳定 但在特殊情况下又能发生改变 而且 突变以后还能继续复制 并遗传给后代 典例4 2009年江苏高考 下列有关生物体遗传物质的叙述 正确的是 a 豌豆的遗传物质主要是dna b 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 c t2噬菌体的遗传物质含有硫元素 d hiv的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 思路剖析 a项中 豌豆的遗传物质只有dna b项中 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 在线粒体上也有少部分 c项中 t2噬菌体的遗传物质是dna 含c h o n p 不含s d项中 hiv的遗传物质是rna 水解产生4种核糖核苷酸 答案 b 典例5 2013年福州高三质检 下列有关科学家实验室研究的叙述中 错误的是 思路剖析 噬菌体侵染细菌的实验中 应设置两组实验相对照才能证明dna是遗传物质 所以还应增加一组 用含32p标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌 的实验 答案 b 1 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都是证明dna是遗传物质的经典实验 在这些实验的设计思路中最关键的是 a 要想办法分离dna和蛋白质 并单独观察它们各自的作用 b 要用同位素对dna和蛋白质分别进行标记 c 要分离提纯dna 蛋白质和多糖等物质 d 要得到噬菌体或肺炎双球菌 思路剖析 两实验的设计思路中最关键的是将dna和蛋白质分离开 单独观察它们各自的作用 答案 a 2 下列关于噬菌体侵染细菌实验中 在细菌体内合成蛋白质的正确叙述是 a 原料 模板和酶来自细菌 b 模板和酶来自噬菌体 核糖体和氨基酸来自细菌 c 指导蛋白质合成的dna来自细菌 核糖体 氨基酸原料和酶来自噬菌体 d 指导蛋白质合成的dna来自噬菌体 核糖体 氨基酸原料和酶来自细菌 思路剖析 噬菌体的dna进入细菌后 以噬菌体的dna为模板进行转录 翻译从而控制蛋白质的合成 所以指导蛋白质合成的dna来自噬菌体 而合成蛋白质所需的场所 各种原料以及所需的能量和酶均来自于细菌 答案 d 3 下图为遗传学经典实验 肺炎双球菌转化实验的一部分图解 请据图回答 1 该实验是所做的肺炎双球菌转化实验的图解 2 依据上面图解的实验 可以作出的假设 3 为验证上面的假设 他们设计了下面的实验 在该实验中加入dna酶 他们观察到的实验现象是 4 通过上面两步实验 仍然不能说明 为此他们设计了下面的实验 他们观察到的实验现象是 该实验能够说明 了s型菌的菌落 该实验是艾弗里及其同事做的肺炎双球菌体外转化实验的一部分 dna将r型菌转化为s型菌 所以可作出dna是遗传物质的假设 为验证这一假设 艾弗里又设计了加入dna酶的一组实验 结果只形成r型菌的菌落 由第 4 题图可知该实验中分别将s型菌的蛋白质或多糖与r型菌混合后培养 其目的是为了证明蛋白质和多糖不是遗传物质 思路剖析 图中所示内容为将r型菌和s型菌的dna共同加入到r型菌的培养基中 结果培养基出现 物质培养基只长r型菌蛋白质和多糖不是遗传物质 答案 1 艾弗里及其同事 2 dna是遗传物质 3 只形成r型菌的菌落 4 蛋白质和多糖不是遗传 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 基础再现 在肺炎双球菌感染小鼠的实验中 下列实验结果不正确的是 a 注射r型活细菌后 小鼠不死亡 b 注射s型活细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内能分离出活的s型细菌 c 注射r型活细菌及热处理的s型细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内只能分离出活的s型细菌 d 注射s型活细菌及热处理的r型细菌后 小鼠死亡 从小鼠体内能分离出活的s型细菌 思路剖析 该题对肺炎双球菌转化实验进行了深化 不仅考查实验结果 还考查了转化的实质 r型活细菌及热处理的s型活细菌注射后 s型细菌的dna作为 转化因子 将少数无毒的r型细菌转化为有毒的s型细菌 使小鼠死亡 但多数的r型菌并没有被转化 所以小鼠内能分离出r型和s型两种细菌 答案 c 2 基础再现 下面是关于35s标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述 其中正确的是 a 与细菌转化实验相同 都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的 b 所使用的噬菌体 必须是接种在含35s的大肠杆菌的培养基中再释放出来的 c 采用搅拌和离心等手段 是为了把蛋白质和dna分开再分别检测其放射性 d 新形成的噬菌体中没有检测到35s 说明dna是遗传 物质而蛋白质不是 思路剖析 噬菌体不能在普通培养基上生长 必须在细菌体内才能进行繁殖 因此必须使用无标记的噬菌体去感染被35s标记的细菌 才能得到含35s的噬菌体 在噬菌体侵染细菌的实验中 噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁殖过程 因此既不能证明蛋白质是遗传物质 也不能证明其不是遗传物质 答案 b 3 基础再现 用32p和35s分别标记的噬菌体侵染细菌 经短时间保温后 用搅拌机搅拌 然后离心得到上清液和沉淀物 检测上清液中32p和35s的放射性以及被侵染细菌的存活率 得到如下图所示的实验结果 下列说法不正确的是 a 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 b 搅拌时间小于1min时 沉淀物中的放射性降低 c 在实验过程中若细菌没有裂解 则没有子代噬菌体释放出来 d 若被侵染细菌的存活率下降 细胞外32p放射性会明显增高 思路剖析 噬菌体是吸附在细菌表面的 搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 搅拌时间小于1min时 吸附在细菌上的噬菌体与细菌没有完全分离 一部分噬菌体就随细菌留在了沉淀物中 所以沉淀物中的放射性增高 子代噬菌体只有在细菌裂解后才 会释放出来 若被侵染细菌的存活率下降 dna释放出来 细胞外32p放射性会明显增高 答案 b 4 基础再现 下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验 该实验表明这种病原体 a 寄生于细胞内 通过rna遗传 b 可单独生存 通过蛋白质遗传 c 寄生于细胞内 通过蛋白质遗传 d 可单独生存 通过rna遗传 思路剖析 由图分析知 这种病原体是rna病毒 其遗传物质为rna 病毒均营寄生生活 不能单独生活 答案 a 5 视角拓展 在噬菌体侵染细菌实验中 如果细菌体内的dna和蛋白质分别含有31p和32s 噬菌体中的dna和蛋白质分别含有32p和35s 噬菌体dna在细菌体内复制了三次 那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32p的噬菌体和含有35s的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 a 1 4 1b 3 4 0c 1 4 0d 3 4 1 入细菌体内 只有其dna注入细菌 并作为模板合成子代dna 并指导蛋白质合成 新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的 因此所有新的噬菌体中都不含35s 假如一个含有32p的噬菌体在细菌体内利用31p复制了三次 在复制后的8个噬菌体中 只有2个含有32p 占所有噬菌体的1 4 答案 c 思路剖析 噬菌体侵染细菌时 蛋白质外壳没有进 6 视角拓展 1944年 美国科学家艾弗里和他的同事 从s型活细菌中提取了dna 蛋白质和多糖等物质 然后分别加入培养r型细菌的培养基中 结果发现只有加入dna的培养基中 r型细菌转化成了s型细菌 而加入蛋白质和多糖的培养基中 r型细菌不能发生这种变化 这一现象说明了 s型细菌的性状是由dna决定的 在转化过程中 s型细菌的dna可能进入到r型细菌细胞中 dna是遗传物质 s型细菌的dna是遗传物质 r型细菌 的dna不是遗传物质 蛋白质和多糖不是遗传物质 蛋白质和多糖在该转化实验中 起对照作用 a b c d 思路剖析 题干描述了艾弗里实验过程 通过对照实验证明s型细菌的dna是遗传物质 控制其性状 而蛋白质和多糖等不是s型细菌的遗传物质 但其起到对照作用 本实验并未证明r型细菌的遗传物质是什么 答案 c 7 视角拓展 赫尔希通过t2噬菌体侵染细菌的实验证明dna是遗传物质 实验主要包括4个步骤 将35s和32p标记的噬菌体分别与细菌混合培养 用35s和32p分别标记噬菌体 放射性检测 离心分离 实验步骤的正确顺序为 a b c d 然后与细菌混合培养 再离心分离 进行放射性检测 答案 c 思路剖析 实验过程是用35s和32p分别标记噬菌体 8 视角拓展 用噬菌体侵染被3h标记的细菌 待细菌解体后 3h a 随细菌解体而消失 b 发现于噬菌体的外壳及dna中 c 仅发现于噬菌体的dna中 d 仅发现于噬菌体的外壳中 有3h的脱氧核苷酸及氨基酸 答案 b 思路剖析 噬菌体的外壳及dna中都含有h 子代噬菌体合成dna和蛋白质外壳都利用了细菌体内含 9 基础再现 12分 r型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因 s型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因 将加热杀死的s型菌与r型活菌混合后 注入小鼠体内 发生了r型菌向s型菌的转化 并非任意两株r型菌与s型菌之间的接触都可发生转化 据研究 凡能发生转化的 其r型菌必须处于感受态 所谓感受态是指受体菌最易接受外源dna片段 并能实现转化的一种生理状态 处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化 首先分泌感受态因子 该因子与细胞表面受体相互作用 诱导产生一些感受态特异蛋白 其中包括膜相关 二 非选择题 本题共4小题 共52分 dna结合蛋白 细胞壁自溶素和几种核酸酶 请回答下列问题 1 步骤是将s型菌加热杀死 2 s型菌的dna双链片段与a细胞膜表面的相关dna结合蛋白结合 其中一条链在酶的作用下水解 另一条链与感受态特异蛋白结合进入r型菌细胞内 3 完成步骤 需要酶和酶 实现了 4 c细胞经dna复制和细胞分裂后 产生大量的型菌导致小鼠患败血症死亡 这说明 得到了表达 5 肺炎双球菌的转化实验说明了 通过dna可以实现细菌间的转移 6 后来科学家在不同物种之间的相关实验 说明生物界基因表达基本机制是相同的 一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息 并可在适当条件下加以表达 性状的表达需经过和的过程 dna分子 故 是将s型细菌杀死的过程 s型细菌的dna分子与r型细菌的感受态特异蛋白结合后进入r型细菌 水解dna的是核酸酶 不同的dna连接可以实现基因重组 在这个过程中需要用到限制性内切酶和dna连接酶 导致小鼠患败血症的是s型细菌 基因经过转录和翻译来控制生物性状 思路剖析 由图可看出经过 处理后得到了双链 答案 1 2 核酸 3 限制性内切dna连接基因重组 4 s重组的s型基因 或dna 或重组的控制荚膜合成的基因 5 性状 6 基因的 转录翻译 10 视角拓展 14分 某科学家做 噬菌体侵染细菌实验 时 用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质 如下表所示 产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状 大小完全一样 1 子代噬菌体的dna应含有表中的和元素 各占个和个 2 子代噬菌体中 只含32p的有个 只含31p的有个 同时含有32p 31p的有个 3 子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素 由此说明 子代噬菌体蛋白质都含有元素 这是因为 思路剖析 由于细菌细胞中核酸含31p 而噬菌体核酸中含32p 细菌氨基酸含35s 噬菌体蛋白质含32s 噬菌体侵染细菌时 其蛋白质外壳留在外面 只有dna侵入 合成子代噬菌体所需的原料均来自寄主细胞 因此 每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体的dna中 只有2个含亲代噬菌体的dna模板链 其余均为31p 而蛋白质外壳全是由细菌提供的原料构建的 即全是35s n 22 3 32s噬菌体侵染细菌时 蛋白质没有进入细菌内35s子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内35s标记的氨基酸为原料合成的 答案 1 31p32pn2 或32p31p2n 2 0 11 高度提升 12分 研究发现少数病毒 如烟草花叶病毒 简称tmv 体内仅有蛋白质和rna两种化学成分 这类生物的性状 如tmv能感染正常的烟草叶片 使之出现相应的病斑 的遗传是受蛋白质还是rna控制 请设计实验探究tmv的遗传物质 实验原理 一 利用水 苯酚溶液可以将tmv分离 获得tmv的蛋白质和rna 二 三 实验材料 烟草花叶病毒 正常生长的烟草 苯酚 试管 玻璃棒等必需的实验仪器 主要实验步骤 利用水 苯酚溶液分离tmv 获得纯净的tmv的蛋白质和rna 分别用感染a b c三片叶 正常培养烟草植株 并注意观察相应叶片的表现症状 实验结果预测及结论 思路剖析 根据实验目的 探究tmv的遗传物质是蛋白质还是rna 及实验原理 一 可以确定本实验设计的主要思路是 首先将烟草花叶病毒进行分离 获得病毒蛋白质和rna 再分别探究它们是否在遗传中起作用 根据题干信息 烟草花叶病毒能感染正 常的烟草叶片 使之出现相应病斑 可以确定本实验的实验指标是 能否使正常烟草感染 出现相应病斑 同时作为遗传物质 还应能使生物性状如病毒的感染性 在传种接代中保持连续和稳定 根据上述分析 可确定实验中涉及的另两个原理分别为 烟草花叶病毒能使正常生长的烟草感染出现相应病斑 遗传物质能使生物性状保持相对稳定 答案 二 tmv能感染正常烟草使之出现相应的病斑 三 遗传物质能使生物性状保持相对稳定主要实验步骤 取正常生长的烟草植株 选取生长状态基本相同的三片叶片 编号为a b c 完整的tmv tmv的蛋白质 tmv的rna实验结果