高中生物 第2章 遗传信息传递的结构基础 第5课时 dna贮存遗传信息(ⅰ)课件 北师大版必修2

第5课时DNA贮存遗传信息 第2章遗传信息传递的结构基础 目标导读1 结合教材图文 概述肺炎双球菌转化实验的过程 2 分析教材图2 23 理解噬菌体侵染细菌的实验过程 3 结合教材图文 了解烟草花叶病毒的重建实验 认识到RNA也是遗传物质 重难点击三组经典实验的原理及实验分析 一肺炎双球菌的转化实验 三RNA也是遗传物质 二T2噬菌体侵染细菌的实验 内容索引 当堂检测 一肺炎双球菌的转化实验 为了证明DNA和蛋白质在遗传中的作用 格里菲斯和艾弗里以肺炎双球菌为实验对象 分别做了体内和体外转化实验 请分析实验过程 归纳实验结论 1 肺炎双球菌的特点 无 有 小而粗糙 无 2 格里菲斯的体内转化实验 1 a组实验结果说明S型细菌 有 无 毒性 b组实验说明R型细菌毒性 c组实验说明加热杀死的S型细菌毒性 有 无 无 2 d组实验中小鼠死亡 从死亡的小鼠体内分离出了S型细菌 它是怎样产生的 答案 答案S型细菌中的某种物质把R型活细菌转化为了S型活细菌 3 格里菲斯的推论 加热杀死的S型细菌体内含有某种 转化因子 能使R型细菌转化为S型细菌 4 格里菲斯实验能否证明具体哪种物质是转化因子 答案 答案格里菲斯实验表明 S型细菌含有能让R型细菌发生转化的 转化因子 但该种转化因子是何种物质还不明确 3 肺炎双球菌的体外转化实验 1 设计思路 将提纯的S型活细菌的DNA 蛋白质和多糖等物质分别加入到含有R型细菌的培养基中 单独研究它们各自的功能 2 实验过程及结果 甲 乙 丁三组实验对照说明 DNA是转化因子 蛋白质等其 他物质不是转化因子 细菌出现 没有S型 型细菌 出现了S 细菌出现 没有S型 细菌出现 没有S型 丙组实验的目的是什么 答案 答案证实DNA的分解产物不是转化因子 从反面证实了DNA是遗传物质 现代研究表明 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 即实现了基因的重新组合 使R型细菌表达出荚膜的性状 变成了S型细菌 小贴士 比较格里菲斯和艾弗里的实验 1 某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验 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 1 以上四个实验小鼠的存活情况依次是 答案 存活 死亡 存活 存活 2 将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 则小鼠体内S型 R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项 答案 解析 问题导析 问题导析 1 中加入了DNA酶 S型细菌的被水解 加入R型活细菌后不能转化出S型活细菌 小鼠存活 中直接加入了S型活细菌 小鼠死亡 中 有 没有 活细菌 会 不会 转化出S型活细菌 与 相同 没有活细菌 2 一开始 小鼠的免疫系统会杀死大多数的R型细菌 有一部分R型细菌转化为 随着的出现 小鼠的免疫系统逐渐被破坏 R型细菌 S型细菌数量都增加 DNA S型细菌 没有 不会 S型细菌 返回上页 答案 解析将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后 注射到小鼠体内 随着R型细菌转化成S型细菌 S型细菌的数量增加 R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭 随着S型细菌增多 小鼠免疫系统被破坏 R型细菌数量又开始增加 返回上页 二T2噬菌体侵染细菌的实验 1 结构 由头部和尾部组成 头部和尾部的外壳都是由构成的 头部内含有 2 特点 一种专门寄生在细菌细胞内的病毒 在宿主细胞外 有 没有 独立代谢能力 只能营生活 为了进一步研究生物的遗传物质 赫尔希和蔡思以T2噬菌体作为实验材料 做了利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验 阅读教材P21 P22内容 完成下面的思考 1 实验材料 T2噬菌体 如图1 DNA 蛋白质 没有 寄生 2 实验原理 如图2T2噬菌体侵染大肠杆菌后 会在 的作用下 利用 体内的物质来合成自身的组成成分 进行大量增殖 当噬菌体增殖到一定数量后 大肠杆菌 释放出子代的噬菌体 大肠杆菌 遗传物质 裂解 3 实验方法 用标记一部分噬菌体的蛋白质 用标记另一部分噬菌体的DNA 32P 放射性同位素标记法 35S 自身 标记元素分析因噬菌体蛋白质含有硫元素而DNA没有此元素 所以用35S标记蛋白质 DNA含有磷元素而蛋白质没有此元素 所以用32P标记DNA 因DNA和蛋白质都含有C H O N元素 所以此实验不能标记C H O N元素 小贴士 4 实验过程 35S 32P 35S 32P 高 很低 低 很高 5 实验分析 1 实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体呢 答案 答案不能 噬菌体是营寄生生活的 不能直接用普通培养基培养 因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌 再让噬菌体去侵染细菌 2 实验中搅拌的目的是使分离 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 离心管的沉淀物中留下 吸附在细菌上的噬菌体与细菌 蛋白质外壳 被感染的大肠杆菌 6 实验结论 噬菌体的遗传物质是 3 结合实验结果分析 DNA 无 有 DNA 无 无 蛋白 质外壳 实验误差分析 1 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中有少量放射性的原因 保温时间过短 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 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 也会使上清液的放射性含量升高 2 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 沉淀物中也有少量放射性的原因 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 1952年 赫尔希和蔡思利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验 1 下图中锥形瓶内的培养液是用来培养 的 答案 大肠杆菌 2 如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中 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 再用此细菌培养噬菌体D 用含32P的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体 答案 3 用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌 离心后 发现上清液中有放射性物质存在 这些放射性物质的来源可能是 没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体 答案 解析 问题导析 问题导析 1 噬菌体寄生在大肠杆菌体内 要标记噬菌体需要首先培养的大肠杆菌 2 离心后上清液中主要含有噬菌体的 下层沉淀物中主要含有 要让放射性主要分布在图中上清液中 则需要噬菌体的被标记 3 用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌 放射性主要分布在中 但如果实验中保温时间 部分噬菌体没有侵染大肠杆菌 或者保温时间大肠杆菌裂解 部分噬菌体被释放出来 则上清液中也可检测到部分放射性 蛋白质外壳 沉淀物 作标记 被噬菌体DNA侵染的大肠杆菌 蛋白质外壳 答案 过长 过短 返回上页 解析 1 若要标记噬菌体 必须先标记大肠杆菌 再用噬菌体去侵染大肠杆菌 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 若在上清液中放射性较高说明用35S标记了蛋白质外壳 若在沉淀物中放射性较高 则说明用32P标记了DNA 3 用32P标记噬菌体后 沉淀物中放射性较高 若上清液中也有少量放射性物质 可能的原因是 存在没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体 返回上页 三RNA也是遗传物质 1 证明RNA是遗传物质的实验1957年科学家富兰克林 科瑞特做了烟草花叶病毒的重建实验 过程如图 1 烟草花叶病毒含有的核酸只有 没有 RNA DNA 2 如果只用烟草花叶病毒的蛋白质去感染烟草 烟草 会 不会 出现病斑 如果用烟草花叶病毒的RNA去感染烟草 烟草 会 不会 出现病斑 3 利用不同种类的蛋白质和核酸进行重建的杂种病毒去感染烟草 烟草出现的病斑类型总是和提供的病毒一致 4 此实验说明 生物体中的核酸只有RNA时 是遗传物质 不会 会 RNA RNA 2 综合肺炎双球菌转化实验 T2噬菌体侵染细菌的实验和烟草花叶病毒的重建实验 我们可以得出 绝大多数生物的遗传物质是 只含有RNA和蛋白质的病毒的遗传物质是 所以说DNA是主要的遗传物质 3 遗传物质的特点 1 分子结构具有 2 能够 保持亲子代遗传信息的连续性 3 决定生物体的 控制生命的过程 4 能够产生 DNA RNA 相对的稳定性 自我复制 性状 新陈代谢 可遗传的变异 生物体内核酸的种类及遗传物质的判别 3 回答下列有关遗传物质的问题 1 人 噬菌体 烟草花叶病毒及根瘤菌的遗传物质分别是 答案 DNA DNA RNA DNA 2 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 真核生物的DNA都以染色体为载体C 遗传物质在亲代与子代之间传递性状D 核酸是一切生物的遗传物质 答案 3 下列哪项不是蚕豆细胞内遗传物质的载体A 染色体B 叶绿体C 线粒体D 核糖体 解析 问题导析 问题导析 1 生物体内DNA和RNA都有或只有DNA时 遗传物质为 只有RNA时 遗传物质为 2 真核生物细胞核中的DNA都以染色体为载体 细胞质中DNA的载体为和 遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息 遗传信息控制生物体的性状 3 蚕豆细胞为真核细胞 遗传物质的载体可以为染色体 叶绿体 线粒体 核糖体中的RNA 能 不能 作为遗传物质 RNA DNA 线粒体 叶绿体 答案 不能 返回上页 解析遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息 真核生物中DNA的主要载体是染色体 另外线粒体和叶绿体也是DNA的载体 返回上页 课堂小结 DNA DNA DNA RNA 当堂检测 1 下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述 正确的是A 格里菲斯实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B 格里菲斯实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C 赫尔希和蔡思实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D 赫尔希和蔡思实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 2 3 4 1 答案 解析 5 2 3 4 1 解析格里菲斯实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果 A错误 格里菲斯实验证明了S型细菌中存在一种转化因子 使R型细菌转化为S型细菌 B错误 T2噬菌体属于病毒 营寄生生活 需先标记细菌 再标记噬菌体 C错误 赫尔希和蔡思的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 D正确 5 2 在探索遗传物质的过程中 赫尔希和蔡思做了T2噬菌体侵染细菌的实验 下列有关叙述正确的是A 用32P 35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质B 该实验的步骤是标记 培养 搅拌 离心 检测C 用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D 该实验证明了DNA是主要的遗传物质 答案 解析 2 3 4 1 5 解析32P 35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质 A错误 该实验先标记噬菌体 然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体 之后进行搅拌和离心 最后检测上清液和沉淀物的放射性 B正确 T2噬菌体只能用活的细胞培养 不能用培养基培养 C错误 该实验证明了DNA是遗传物质 而不能证明DNA是主要的遗传物质 2 3 4 1 5 3 在肺炎双球菌的转化实验中 在培养有R型细菌的1 2 3 4四支试管中 依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA DNA和DNA酶 蛋白质 多糖 经过培养 检查结果发现试管内出现S型活细菌的是A 3和4B 1 3和4C 2 3和4D 1 答案 解析 2 3 4 1 5 解析3 4两支试管内的R型细菌因为没有S型细菌的DNA 所以都不会发生转化 2号试管虽然有DNA 但被DNA酶分解 所以也不会发生转化 1号试管内有S型细菌的DNA 所以会使R型细菌转化成S型活细菌 2 3 4 1 5 4 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种脱氧核糖核苷酸 2 3 4 1 答案 解析 解析A项错误 豌豆的遗传物质只有DNA B项正确 中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上 细胞质中也有 C项错误 T2噬菌体的遗传物质是DNA 不含S元素 D项错误 HIV的遗传物质是RNA 水解后产生4种核糖核苷酸 5