高中生物 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版必修2.ppt

第1节dna是主要的遗传物质 基因的本质 1 通过肺炎双球菌体内转化实验 格里菲思推论 加热杀死的s型细菌中 存在某种 转化因子 2 艾弗里及其同事进行的体外转化实验证明dna是遗传物质 3 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明 噬菌体侵染细菌时 dna进入到细菌的细胞中 而蛋白质外壳仍留在外面 子代噬菌体的各种性状 是通过亲代的dna遗传的 4 因为绝大多数生物的遗传物质是dna 所以说dna是主要的遗传物质 肺炎双球菌的转化实验 1 对遗传物质的早期推测 核酸是 的载体 存在于每个细胞中 核酸是生物的遗传物质 它是由c h o n p等化学元素组成的 其基本单位是 根据核酸中所含五碳糖的种类不同 可将核酸分为 和 遗传信息 核苷酸 核糖核酸 rna 脱氧核糖核酸 dna 知识清单 2 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌的两种类型s型和r型的特点 致病 光滑 粗糙 2 格里菲思 f griffith 的实验实验过程及现象 答案 不死亡死亡s型活细菌不死亡死亡s型活细菌 3 格里菲思的结论 加热杀死的 中 必然含有促成 转化成 的活性物质 转化因子 4 艾弗里 o avery 和他的同事的研究 实验思路与方法 1944年美国科学家艾弗里和他的同事 认为要弄清转化因子 就要对s型细菌中的物质进行 和 他们从s型活细菌中提取出了 和多糖等物质 然后将它们分别加入已培养了r型细菌的培养基中 s型细菌 无毒性的r型活细菌 有毒性的s型活细菌 提取 分离 鉴定 dna 蛋白质 现象 只有加入 r型细菌才能够转化为s型细菌 艾弗里还发现 如果用 处理从s型活细菌中提取的dna 使dna分解 就不能使r型细菌发生转化 结论 才是使r型细菌产生稳定的遗传变化的物质 也就是说 才是遗传物质 而 不是遗传物质 dna dna酶 dna dna 蛋白质 r型 s型r型 艾弗里实验中设置dna dna酶这一组实验的目的是什么 提示 一是对照说明只加dna组的结论 二是说明dna的基本构成成分不能实现转化 思想感悟 噬菌体侵染细菌的实验 1 噬菌体简介 1 所属生物 2 生活方式 细胞内寄生 不能独立进行 结构成分 4 繁殖方式 复制 3 病毒 新陈代谢 蛋白质 dna 知识清单 2 实验过程及结果 答案 普通大肠杆菌含32p的大肠杆菌含35s的噬菌体普通大肠杆菌存在32p遗传物质 结论 dna是 蛋白质留在大肠杆菌外 未起到遗传物质的作用 为什么不能直接用含35s和32p的普通培养基来培养噬菌体 提示 病毒没有细胞结构 其体内缺少完整的独立生活的酶系统 只能寄生在活细胞内 思想感悟 rna也是遗传物质的实验 1 实验过程及结果 答案 正常rna 知识清单 2 结论 3 人类的探索结论dna是 因为实验证明绝大多数生物的 只有少部分生物的 rna是遗传物质 主要的遗传物质 遗传物质是dna 遗传物质是rna 作为遗传物质应该具备哪些特点 提示 肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明 作为遗传物质至少要具备以下几个条件 能够精确地复制自己 能够指导蛋白质合成 从而控制生物的性状和新陈代谢 具有贮存遗传信息的能力 结构比较稳定等 思想感悟 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌体内转化和体外转化实验的比较 2 肺炎双球菌转化实验中的对照设计 特别提醒 1 加热杀死的s型细菌 其蛋白质变性失活 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 2 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 3 转化后形成的s型细菌可以遗传下去 说明s型细菌的dna是遗传物质 肺炎双球菌转化实验中 在培养有r型细菌的a b c d四个试管中 依次分别加入从s型活细菌中提取的dna和dna酶 蛋白质 多糖 经过培养 检查结果发现有r型细菌转化的是 解析 考查肺炎双球菌的转化实验 只有dna才能够使r型细菌转化为s型细菌 答案 a技巧归纳 艾弗里的肺炎双球菌的转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明 亲代的各种性状是通过dna遗传给后代的 dna是遗传物质 1 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 跟踪训练 a b c d 答案 c 噬菌体侵染细菌的实验 1 t2噬菌体的结构t2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒 t2噬菌体侵染细菌后 就会在自身遗传物质的作用下 利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分 从而进行大量增殖 t2噬菌体头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的 在它的头部内含有一个dna分子 2 噬菌体侵染细菌的过程1952年 美国科学家赫尔希 hershey 和蔡斯 chase 做了著名的t2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 其侵染过程如下图 1 吸咐 用尾部的末端 六根尾丝 吸咐在大肠杆菌表面 2 注入 释放出溶菌酶 破坏大肠杆菌局部 噬菌体dna通过尾管进入大肠杆菌细胞 蛋白质外壳留在外面 3 复制 合成 在噬菌体dna的指导下 以大肠杆菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体dna 以大肠杆菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳成分 4 组装 一个蛋白质外壳装入一个噬菌体dna分子 组成一个新的噬菌体 5 释放 大肠杆菌细胞破裂 释放出几十个至几百个子代噬菌体 3 实验中运用了同位素标记法 4 结论 dna是遗传物质 5 几点说明 1 少量放射性出现的原因 用32p标记实验时 上清液中也有一定的放射性的原因有二 一是保温时间过短 有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 二是从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 也会使上清液放射性含量升高 用35s标记实验时 沉淀物中出现少量放射性的原因 可能由于搅拌不充分 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 2 两个经典实验的实验设计思路和设计原则 对照原则是相同的 但所用技术手段 物质提纯与分离技术和同位素标记技术 实验材料 实验结论 能否证明蛋白质不是遗传物质方面 都是不相同的 特别提醒 1 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内 除噬菌体的dna做模板起指导作用外 其余的原料 脱氧核苷酸和氨基酸 合成蛋白质的场所核糖体 atp和相关酶全由大肠杆菌提供 2 必须分两组分别标记进行实验 不能同时对噬菌体既标记35s又标记32p 因为病毒营专性寄生生活 故应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 3 该实验不能标记c h o n这些dna和蛋白质共有的元素 4 噬菌体侵染细菌实验中32p和35s的存在部位 5 该实验不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在外面 其作用不能证明 6 该实验可同时证明 dna分子具有相对稳定性 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能控制蛋白质的生物合成 但不能证明dna分子产生可遗传的变异 某同学分离纯化了甲 乙两种噬菌体的蛋白质和dna 重新组合为 杂合 噬菌体 然后分别感染大肠杆菌 并对子代噬菌体的表现型作出预测 见表 其中预测正确的是 a 1 3b 1 4c 2 3d 2 4 解析 dna和蛋白质这两种物质中dna是噬菌体的遗传物质 所以组成成分为甲的dna和乙的蛋白质的 杂合 噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致 组成成分为乙的dna和甲的蛋白质的 杂合 噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致 答案 b 如果2和3结果成立 能说明什么问题 提示 如果2和3同时成立 表明子代表现型与蛋白质有关 与dna无关 说明蛋白质是遗传物质 dna不是遗传物质 技巧归纳 证明dna是遗传物质的三个实验的比较 互动探究 2 下图所示为用同位素32p 35s分别标记噬菌体dna和大肠杆菌氨基酸 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母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 跟踪训练 a 31p 32p 32sb 31p 32p 35sc 31p 32p 32s 35sd 32p 32s 32s 答案 b 烟草花叶病毒的感染和重建实验 1 烟草花叶病毒的感染实验有些病毒的遗传物质不是dna 如烟草花叶病毒 流感病毒 sars病毒 hiv等 在其蛋白质外壳内只有rna 而无dna 为查明此类病毒的遗传物质 科学家进行了如下所示的实验 tmv 烟草 花叶病毒 实验分析及结论 烟草花叶病毒的rna能引起烟草花叶病 rna能控制生物性状 因此rna是它的遗传物质 2 烟草花叶病毒的重建实验将烟草花叶病毒的蛋白质与车前草病毒 hrv 的rna结合在一起 形成一个类似 杂种 的新品种 用它来感染正常烟叶 结果烟叶产生的病症及子代病毒的类型如图所示 实验分析及结论 a组实验中 不同的病毒所引起的病症是不同的 通过该实验可为b组实验提供对照 b组实验则是具体遗传物质的组合判断 即蛋白质不是遗传物质 杂种病毒所表现的性状与提供rna的生物完全相同 进一步证实rna是遗传物质 而且不同生物的rna控制不同的性状 特别提醒 生物体的遗传物质及载体1 生物体的遗传物质 1 细胞生物 真核生物 遗传物质是dna 原核生物 遗传物质是dna 2 非细胞生物 大多数病毒 遗传物质是dna 极少数病毒 遗传物质是rna 如艾滋病病毒 流感病毒 sars病毒 注意 朊病毒能引发疯牛病 朊病毒中没有核酸 其主要成分为蛋白质 可认为朊病毒中的蛋白质起遗传作用 2 表述分析 1 一切生物的遗传物质是核酸 2 细胞内既含有dna又含有rna的生物和体内只有dna的生物 遗传物质是dna 凡是细胞构成的生物 其遗传物质都是dna 3 在只含rna的少数病毒中 rna才作为遗传物质 4 由于绝大多数生物的遗传物质是dna 所以说dna是主要的遗传物质 注意 细胞生物含有两种核酸 而病毒只含有一种核酸 dna或rna 甲 乙两种不同的病毒 经病毒重建形成 杂交病毒 丙 用丙病毒侵染植物细胞 在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为 解析 对于rna病毒来说 其遗传物质为rna 重组病毒丙中的遗传物质为乙病毒的rna 则重组病毒丙侵染植物细胞后产生的新一代病毒应与乙病毒相同 答案 d 3 2013年江门高一检测 如图 病毒甲 乙为两种不同的植物病毒 经重建后形成 杂种病毒丙 用病毒丙侵染植物细胞 在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是 d 跟踪训练 用噬菌体侵染细菌过程来研究噬菌体的遗传物质 你认为选择同位素标记的最佳方法是 a 用14c和3h标记噬菌体b 用18o和15n标记的噬菌体去侵染细菌c 用32p和35s同时标记的一组噬菌体去侵染细菌d 用32p和35s分别标记的两组噬菌体分别去侵染细菌 正确解答 选d 常见错误 错选c项 错因分析 知识掌握不准确 用噬菌体侵染细菌过程来研究噬菌体的遗传物质 用32p和35s分别标记的两组噬菌体分别去侵染细菌 通过区分两组噬菌体亲子代放射性分布的不同证明dna是遗传物质 若用32p和35s同时标记的一组噬菌体去侵染细菌 无法区分亲子代放射性同位素的分布 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型细菌的dna dna酶 加入r型细菌 注射入小鼠 r型细菌的dna dna酶 加入s型细菌 注射入小鼠 r型细菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型细菌的dna 注射入小鼠 s型细菌 dna酶 高温加热后冷却 加入r型细菌的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 存活b 存活 死亡 死亡 存活c 死亡 死亡 存活 存活d 存活 死亡 存活 存活 正确解答 选d 中dna酶水解s型细菌的dna 转化因子失活 小鼠存活 最后加入的是有毒的s型细菌 小鼠患败血症死亡 s型细菌和dna酶经高温加热后死亡 仍含有有活性的s型细菌dna 但最后加入r型细菌的dna s型细菌dna不能转化r型细菌的dna得到s型细菌 故小鼠存活 常见错误 错选a或b项 错因分析 错选的原因具体分析如下 课题 同位素标记法在实验中的应用理论基础 1 标记某元素 追踪其转移过程 如在光合作用中 分别用18o标记ho和用14c标记14co2 以追踪18o和14c的转移途径 1 14co2 14c3 14ch2o 2 ho 18o2 2 标记特征元素 探究化合物的作用 如t2噬菌体侵染细菌实验 1 32p dna 证明dna是遗传物质 2 35s 蛋白质 证明蛋白质外壳未进入细菌体内 推测蛋白质不是遗传物质 3 标记特征化合物 探究详细生理过程 如 1 3h标记亮氨酸 探究分泌蛋白的合成 加工 运输过程 2 15n标记dna 证明了dna的半保留复制特点 有人试图通过实验来了解h5n1禽流感病毒侵入家禽的一些过程 设计实验如图 典例剖析 一段时间后 检测子代h5n1病毒的放射性及s p元素 下表对结果的预测中 最可能发生的是 解析 病毒侵染细胞时 蛋白质外壳留在外面 只有核酸注入细胞 由图可知 病毒先在含32p的宿主细胞1中培养 其dna被32p标记 然后转移到含35s的宿主细胞2中培养 病毒复制自身的遗传物质所用的原料中有宿主细胞的31p 不具放射性 也有自身核酸 含32p 故子代病毒的核酸大多含31p 少数含32p 病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的 故全被35s标记 答案 d 一 单项选择题1 下列有关遗传物质的叙述正确的是 a dna是所有生物的遗传物质b 真核细胞的dna都以染色体为载体c 原核生物的遗传物质都是dnad 病毒的遗传物质是dna和rna c 水平测试 2 下列说法中正确的是 a 细菌的转化实验证明了dna是主要的遗传物质b t2噬菌体侵染细菌的实验证明了dna是遗传物质 rna不是遗传物质c 肺炎双球菌的转化实验证明了dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质d 细胞内的遗传物质是核酸 包括dna和rna c 3 下图是 肺炎双球菌转化实验 的部分研究过程 能充分说明 dna是遗传物质 而蛋白质等其他物质不是遗传物质 的是 a b c d 答案 d 4 艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希 蔡斯的噬菌体侵染细菌实验 都能证明dna是遗传物质 对这两个实验的研究方法可能有 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应 放射性同位素标记法 下列有关叙述正确的是 a 两者都运用了 和 b 前者运用了 后者运用了 c 前者只运用了 后者运用了 和 d 前者只运用了 后者运用了 和 c 5 在证明dna是遗传物质的实验中 赫尔希和蔡斯分别用32p和35s标记噬菌体的dna和蛋白质 在下图中标记元素所在部位依次是 a b c d a 二 多项选择题6 艾弗里从s型活细菌中提取了dna 蛋白质和多糖等物质 然后将它们分别加入培养r型细菌的培养基中 结果发现加入dna的培养基中 r型细菌转化成s型细菌 而加入蛋白质 多糖等物质的培养基中 r型细菌不能发生这种转化 这一现象说明 a 在转化过程中 s型细菌dna进入到了r型细菌中b dna是转化因子c 蛋白质和多糖在实验中正好起了对照作用d dna是遗传物质 abcd 7 下列有关生物体遗传物质的叙述 不正确的是 a 豌豆的遗传物质主要是dnab 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 答案 acd 8 下列关于dna分子结构的叙述不正确的是 a dna分子的任一条链中a t g cb 每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖c 每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连d dna分子两条链上的a与t通过氢键连接 abc 一 选择题1 在 噬菌体侵染细菌 的实验中 如果放射性同位素主要分布在离心管的上清液中 则获得侵染噬菌体的方法是 a 用含35s的培养基直接培养噬菌体b 用含32p的培养基直接培养噬菌体c 用含35s的培养基培养细菌 再用上述细菌培养噬菌体d 用含32p的培养基培养细菌 再用上述细菌培养噬菌体 c 素能提升 2 用32p标记s型肺炎双球菌的dna 35s标记其蛋白质 将其加热杀死后与未标记的r型活细菌混合并注入小鼠体内 一段时间后 从死亡的小鼠体内提取得到活的s型和r型细菌 下列有关元素分布的分析 最可能的情况是 a 部分s型细菌含有32p 不含有35sb 部分r型细菌含有32p和35sc 所有s型细菌都含有32p 不含有35sd 所有r型细菌都含有35s 不含有32p a 3 2013年肇庆实验中学高一检测 下列四种生物依次可表示噬菌体 肺炎双球体植物和动物的是 无 a 甲 丁 丙 乙 b 甲 乙 丙 丁 c 乙 丁 丙 甲 d 甲 丙 丁 乙 a 4 在探究生物的遗传物质和遗传规律的漫长岁月中 众多的学者做出了卓越的贡献 其中正确的是 a 孟德尔的假说认为基因位于同源染色体上 同源染色体分离 等位基因才分离b 艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论 没有得到科学家的一致公认c 格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实转化因子是dnad 赫尔希等用35s和32p同时标记同一个噬菌体 然后侵染大肠杆菌的实验 使人们确信dna是遗传物质 b 5 1952年赫尔希和蔡斯用35s和32p分别标记t2噬菌体时 做法是 a 分别用35s和32p的人工培养基培养t2噬菌体b 分别用35s和32p的培养基培养细菌 再分别用上述细菌培养t2噬菌体c 分别将35s和32p注入鸡胚 再用t2噬菌体感染鸡胚d 分别用35s和32p的动物血清培养t2噬菌体 b 6 肺炎双球菌中的s型具有多糖类荚膜 r型则不具有 下列叙述错误的是 a 培养r型活细菌时加s型细菌的多糖类物质 能够产生一些具有荚膜的细菌b 培养r型活细菌时加s型细菌dna的完全水解产物 不能够产生具有荚膜的细菌c 培养r型活细菌时加s型细菌的dna 能够产生具有荚膜的细菌d 培养r型活细菌时加s型细菌的蛋白质 不能够产生具有荚膜的细菌 a 7 2012年东莞高一期末 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 肺炎球菌可从中分离出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 c 8 2012年汕尾高一检测 下列有关 噬菌体侵染细菌实验 的叙述 正确的是 a 分别用含有放射性同位素35s和放射性同位素32p的培养基培养噬菌体b 用32p标记噬菌体的侵染实验中 上清液存在少量放射性可能是保温时间太长c 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d 用噬菌体侵染3h标记的细菌 离心后检测到放射性主要分布在上清液中 b 9 2013年东莞一中高一检测 双选 下列有关生物科学史的叙述 正确的是 a 格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了dna是遗传物质 b 分别用不同颜色荧光染料标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子 再将这两种细胞融合 证明了细胞膜具有流动性 c 卡尔文用标记的探明了中的c在光合作用中的转移途径 d 用和标记同一噬菌体 可证明进入大肠杆菌体内的是噬菌体的dna bc 10 双选 下面是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图 对此过程的有关叙述中正确的是 a 选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋白质和dnab 被35s标记的噬菌体是通过将其接种在含有35s的培养基中培养而获得的c 采用搅拌和离心等手段是为了使细菌和噬菌体的蛋白质分离d 该实验说明了噬菌体的遗传物质是dna而不是蛋白质答案 ac 二 非选择题11 2013年茂名高一检测 1952年 噬菌体小组 的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和dna在侵染