高考生物大一轮复习 第6单元 遗传的分子基础 第17讲 人类对遗传物质的探索过程课件.ppt

第17讲人类对遗传物质的探索过程 江苏最新考纲 人类对遗传物质的探索过程 b 1 格里菲思的体内转化实验 1 实验材料 s型和r型肺炎双球菌 小鼠 考点一肺炎双球菌的转化实验 5年7考 有 无 有 无 2 实验过程及结果 3 结论 加热杀死的s型细菌中含有某种使r型活细菌转化为s型活细菌 提醒 格里菲思体内转化实验没有证明dna是遗传物质 死亡 不死亡 死亡 转化因子 2 艾弗里的体外转化实验 1 实验目的 探究s型细菌中的 转化因子 是dna还是蛋白质 多糖等 2 方法 直接分离s型细菌的dna 荚膜多糖 蛋白质等 将它们分别与混合培养 研究它们各自的遗传功能 r型细菌 3 实验过程及结果 4 结论 是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 即dna是遗传物质 而蛋白质等不是遗传物质 dna dna dna酶 dna 1 肺炎双球菌体内转化实验中 加热 是否已导致dna和蛋白质变性 提示加热杀死s型细菌的过程中 其蛋白质变性失活 但是其内部的dna在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性 2 肺炎双球菌体外转化实验中导致r型细菌转化为s型细菌时遗传物质 原料 能量分别由哪方提供 其转化的实质是什么 提示实现转化时遗传物质来自s型细菌 原料和能量均来自r型细菌 转化实质为 基因重组 3 肺炎双球菌体外转化实验中 设置 s型细菌的dna中加dna酶 实验组的作用是什么 提示起对照作用 用dna酶分解从s型活细菌中提取的dna 不能使r型细菌转化 可见dna被分解后的产物不能使r型细菌转化 dna才是使r型细菌转化的物质 4 两个转化实验有哪些相同点及联系 提示 1 相同点 所用材料相同 两实验都遵循对照原则 单一变量原则 2 联系 体内转化实验是体外转化实验的基础 体外转化实验是体内转化实验的延伸 1 2017 南通一模 肺炎双球菌体外转化实验和t2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探索遗传物质史中的经典实验 两个实验都涉及 a 微生物培养技术b 同位素示踪技术c dna分离提纯技术d 差速离心分离技术解析肺炎双球菌体外转化实验涉及微生物培养技术 t2噬菌体侵染大肠杆菌实验涉及微生物培养技术 同位素示踪技术 答案a 2 2017 无锡一模 关于肺炎双球菌的体内转化和噬菌体侵染细菌实验的叙述 错误的是 a r型细菌转化成s型细菌的原因是基因重组b 少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败c 标记噬菌体需要利用分别含有35s和32p的细菌d 实验中保温时间过短或过长 上清液的放射性都会变强 解析r型细菌转化成s型细菌的原因是s型细菌的dna进入r型细菌体内 属于基因重组 少量噬菌体未侵入细菌 离心后会在试管上层 绝大多数仍然在试管下层 不影响实验结果 标记噬菌体需要利用分别含有35s和32p的细菌外壳和dna 实验中保温时间过短噬菌体未侵入细菌 过长细菌裂解释放噬菌体 上清液的放射性都会变强 答案b 关注格里菲思实验 实验一 与艾弗里实验 实验二 3个 不同 即学即练 1 2017 扬州一模 下列有关 肺炎双球菌的转化实验 及 噬菌体侵染细菌的实验 的叙述中 正确的是 a 格里菲思体内转化实验证明了dna是转化因子b 艾弗里体外转化实验成功的关键与提取物的纯度有关c 选取t2噬菌体作为实验材料的原因之一是其分裂速度较快d 用32p标记t2噬菌体进行实验时 上清液中有少量放射性与搅拌不充分有关 解析格里菲思体内转化实验证明了s型细菌中必然含有转化因子 选取t2噬菌体作为实验材料的原因之一是dna和蛋白质天然分离 用32p标记t2噬菌体进行实验时 上清液中有少量放射性由t2噬菌体未侵入或细菌裂解造成 答案b 2 2017 苏北四市一模 多选 图甲是将加热杀死的s型细菌与r型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化 图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤 有关叙述正确的是 a 图甲中 ab对应时间段内 小鼠体内还没有形成大量抗r型细菌的抗体b 图甲中 后期出现的大量s型细菌是由r型细菌转化并增殖而来的c 图乙中 沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性d 图乙中 若用32p标记亲代噬菌体 裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性 解析小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程 要一定的时间 所以甲图中ab时间段内 小鼠体内还没形成大量的免疫r型细菌的抗体 导致r型细菌数目增多 由于是将杀死的s型细菌与r型活菌混合注射到小鼠体内 所以甲图中最初的s型细菌是由r型细菌转化来的 但之后产生的s型细菌有的是由转化形成的s型细菌增殖而来 乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质 蛋白质不能进入细菌 所以新形成的子代噬菌体完全没有放射性 由于dna分子的半保留复制 所以用32p标记亲代噬菌体 裂解后子代噬菌体中少部分具有放射性 答案abc 1 实验材料 1 噬菌体的结构及生活方式 考点二噬菌体侵染细菌实验 t2噬菌体和大肠杆菌 dna p 外壳 s 寄生 2 噬菌体的复制式增殖 噬菌体 大肠杆菌 大肠杆菌 2 实验方法 法 该实验中用35s 32p分别标记 3 实验过程及结果 1 标记噬菌体 同位素标记 蛋白质和dna 2 噬菌体侵染细菌 提醒 1 噬菌体不能用培养基直接培养 因为病毒营寄生生活 故应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 2 不能标记c h o n等蛋白质和dna共有的元素 否则无法将dna和蛋白质区分开 3 35s 标记蛋白质 和32p 标记dna 不能同时标记在同一个噬菌体上 因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位 而不能确定是何种元素的放射性 4 实验结果分析 1 噬菌体侵染细菌时 其进入细菌细胞中 而留在外面 2 子代噬菌体的各种性状是通过亲代遗传的 5 结论 是遗传物质 dna 蛋白质外壳 dna dna 助学巧记 二看法 判断子代噬菌体标记情况 1 用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌 理论上沉淀物中不含放射性 但实际上含有少量放射性的原因是什么 提示可能由于搅拌不充分 离心时间过短 转速过低等原因 有少量含35s的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现了少量的放射性 2 用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中含有较高放射性的原因是什么 提示 1 保温时间过短 有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 2 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出的子代经离心后分布于上清液中 也会使上清液的放射性升高 1 真题重组判断正误 1 赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中 2017 江苏卷 2c 2 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 2012 江苏卷 2b 3 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32p标记 2017 江苏卷 2d 4 t2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 2013 海南卷 13b 5 t2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 2013 海南卷 13d 遗传物质的探索过程 的高考命题主要聚焦两大经典实验设计的思路 实施的过程 结果及相应结论等 关注实验方法的考查 如细菌的培养 噬菌体的同位素标记等 重视实验结论的提炼 考查主要以选择题为主 涉及细菌 病毒的结构和生活方式等相应的知识储备 2 教材p46 思考与讨论 改编 1 以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点 提示细菌和病毒作为实验材料 具有的优点是 1 个体很小 结构简单 容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化 细菌是单细胞生物 病毒无细胞结构 只有核酸和蛋白质外壳 2 繁殖快 细菌20 30min就可繁殖一代 病毒短时间内可大量繁殖 2 尽管艾弗里 赫尔希等人的实验方法不同 但其最关键的实验设计思路却有共同之处 你能否具体指出 提示最关键的实验设计思路是设法把dna与蛋白质分开 单独地 直接地去观察dna或蛋白质的作用 1 2017 南京 盐城一模 下列有关32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述 错误的是 a 培养时间过长或过短都会影响实验结果b 培养温度 离心时间等是本实验的无关变量c 该实验结果表明 噬菌体的dna进入大肠杆菌d 用含32p的大肠杆菌作实验材料不影响本实验结果 解析培养时间过长 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中 或过短 噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 都会导致上清液放射性含量升高 a正确 培养噬菌体的时间 温度等是本实验的无关变量 所以时间长短和温度高低要适宜 b正确 噬菌体侵染细菌的实验说明了噬菌体的dna进入大肠杆菌 从而证明dna是遗传物质 c正确 用含32p的大肠杆菌作实验材料 会导致上清液和沉淀物都有很强的放射性 得不到应有的实验现象 会影响本实验结果 d错误 答案d 2 赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时 分别用35s 32p标记的噬菌体去侵染未标记的细菌 若噬菌体在细菌体内复制了三次 下列叙述正确的是 a 用32p和35s标记同一噬菌体的dna和蛋白质b 噬菌体侵染细菌时 只将35s注入细菌细胞中c 在子代噬菌体中 含32p的噬菌体占总数的1 4d 该实验可以证明dna是噬菌体的主要遗传物质 解析为了能分开观察到dna和蛋白质在遗传中的作用 应用32p和35s分别标记不同噬菌体 a错误 噬菌体侵染细菌的过程中 进入细胞内部的是噬菌体的dna 含p 蛋白质 含s 外壳留在外部 b错误 由于dna的复制是半保留复制 复制三代 含有32p的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2 8 1 4 c正确 噬菌体侵染细菌的实验可以证明dna是遗传物质 不能证明dna是主要的遗传物质 d错误 答案c 关注噬菌体侵染细菌实验的3次涉及大肠杆菌2个关键环节1 三次涉及大肠杆菌 2 两个关键环节 保温 与 搅拌 1 侵染时间要合适 若保温时间过短或过长会使32p组的上清液中出现放射性 原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来 2 搅拌 要充分 如果搅拌不充分 35s组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离 噬菌体与细菌共存于沉淀物中 这样造成沉淀物中出现放射性 方法体验 1 赫尔希和蔡斯用32p标记的t2噬菌体与无32p标记的大肠杆菌混合培养 一段时间后经搅拌 离心得到了上清液和沉淀物 下列叙述正确的是 a 用含32p的培养基培养t2噬菌体可获得被32p标记的t2噬菌体b 搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与噬菌体的dna分开c 如果离心前保温时间过长 会导致上清液中的放射性升高d 该实验结果说明dna是主要遗传物质 解析t2噬菌体是一种细菌性病毒 不能用培养基直接培养 a错误 搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开 b错误 离心前保温时间过长 部分细菌裂解释放出子代噬菌体 导致上清液中的放射性升高 c正确 该实验结果说明dna是遗传物质 不能证明dna是主要遗传物质 d错误 答案c 2 下列有关 用32p标记t2噬菌体侵染大肠杆菌 实验的叙述 错误的是 a 本实验使用的大肠杆菌应不含32pb 培养噬菌体的时间 温度等是本实验的无关变量c 本实验的结果是上清液的放射性强 沉淀物中放射性弱d 本实验还不足以证明dna是噬菌体的遗传物质解析32p标记t2噬菌体的dna 结果是沉淀物的放射性强 上清液放射性弱 答案c 3 2017 启东中学高三10月 多选 噬菌体是一类细菌病毒 下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中 正确的是 a 侵染过程的 合成 阶段 噬菌体dna作为模板 而原料 atp 酶 场所等条件均由细菌提供b 为确认何种物质注入细菌体内 可用32p 35s分别标记噬菌体的dna和蛋白质c 用35s标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 由于保温时间过长所以上清液中出现少量的放射性d 若用32p对噬菌体双链dna标记 再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次 则含32p的dna应占子代dna总数的1 2n 1 解析噬菌体进入细菌的只有dna 所以侵染过程中以噬菌体dna作为模板 而原料 atp 酶 场所等条件均由细菌提供 a正确 dna的特征元素是p 蛋白质外壳的特征元素是s 可用32p 35s分别标记噬菌体的dna和蛋白质 通过检测上清液和沉淀物中的放射性来确定是何种物质进入细菌内 b正确 用35s标记的是噬菌体的蛋白质 由于噬菌体的蛋白质没有进入大肠杆菌 所以上清液中出现大量的放射性 c错误 若用32p对噬菌体双链dna标记 再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次得到2n个dna 根据dna半保留复制特点 子代中只有2个dna含有32p 因此含32p的dna应占子代dna总数的1 2n 1 d正确 答案abd 1 烟草花叶病毒感染烟草的实验 1 实验过程及结果 考点三dna是主要的遗传物质 2 实验结论 rna是烟草花叶病毒的 不是烟草花叶病毒的遗传物质 正常 rna 患病 遗传物质 蛋白质 2 探索遗传物质的经典实验总结 1 dna是主要的遗传物质真核生物与原核生物的遗传物质是dna 病毒的遗传物质是dna或rna 生物界绝大多数生物的遗传物质是dna 只有极少数生物的遗传物质是rna 因而dna是主要的遗传物质 2 不同生物的遗传物质 1 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解析因为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 2 下图表示科研人员探究 烟草花叶病毒 tmv 遗传物质 的实验过程 由此可以判断 a 水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和rnab tmv的蛋白质不能进入烟草细胞中c 侵入烟草细胞的rna进行了逆转录过程d rna是tmv的主要遗传物质 解析从图示分析 tmv放入水和苯酚中后 rna和蛋白质分离 a正确 通过接种的方式 tmv的蛋白质可以进入烟草细胞中 b错误 此实验不能看出tmv的rna在烟草细胞中进行了逆转录过程 c错误 此实验说明tmv的遗传物质是rna 而不是蛋白质 同种生物的遗传物质没有主次之分 d错误 答案a 探索 遗传物质 的4种方法 方法体验 科学家从烟草花叶病毒 tmv 中分离出a b两个不同品系 它们感染植物产生的病斑形态不同 下列4组实验结果 见下表 中 不可能出现的是 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 解析因为烟草花叶病毒的遗传物质是rna 所以决定病毒类型和病斑类型的是rna 而不是蛋白质 中的rna是b型tmv的 分离出的病毒类型就应该是b型 答案c 易错 防范清零 易错清零 易错点1误认为格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是dna或误认为艾弗里实验运用了 同位素标记 技术 点拨 1 格里菲思实验仅能证明s型细菌中含有某种 转化因子 但并未具体证明转化因子是何种物质 2 艾弗里实验所用方法为 化学分离提取法 而不是放射性同位素标记法 噬菌体侵染细菌实验所利用的才是放射性同位素标记法 32p 35s 易错点2不能正确理解肺炎双球菌转化实验的 转化 点拨 1 转化的实质是基因重组而非基因突变 肺炎双球菌转化实验中s型细菌的dna片段整合到r型细菌的dna中 使受体细胞获得了新的遗传信息 即发生了基因重组 2 发生转化的只是少部分r型细菌 由于转化受到dna的纯度 两种细菌的亲缘关系 受体菌的状态等因素的影响 所以转化过程中并不是所有的r型细菌都转化成s型细菌 而只是少部分r型细菌转化成s型细菌 易错点3未明确 标记 对象与实验结果的对应关系 点拨 两看法 解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题 易错点4误认为原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为rna或认为某一生物遗传物质 主要是dna 点拨 1 真核生物 包括细胞质 细胞核中 和原核生物的遗传物质一定是dna 2 病毒的遗传物质是dna或rna 3 绝大多数生物的遗传物质是dna 因此dna是主要的遗传物质 注意 常见的错误说法 具体的某种生物名称 的遗传物质主要是dna 具体的某种生物名称 的主要遗传物质是dna 等 对于具体的生物而言 其遗传物质是确定的 要么是dna 要么是rna 只能是其中的一种 因此对于具体的某种生物而言 dna rna 或 遗传物质 的前面不能加 主要 两个字 1 2017 湖南六校联考 如图是关于肺炎双球菌的转化实验 分析错误的是 纠错小练 a 肺炎双球菌转化的实质是基因重组b 结果1中全部为s型肺炎双球菌c 该实验证明dna是遗传物质d 结果2中全部为r型肺炎双球菌 解析肺炎双球菌转化的实质是基因重组 a正确 结果1中有s型细菌 也有r型细菌 因为只有部分r型细菌会转化为s型细菌 b错误 该实验证明了dna是遗传物质 c正确 s型细菌的dna被dna酶降解后将不会使r型细菌发生转化 因此 结果2中全部为r型细菌 d正确 答案b 2 2017 江西四校联考 用32p或35s标记t2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养