高中生物 第四章 遗传的分子基础 第一节 探索遗传物质的过程 第1课时课件 苏教版必修

第1课时肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 第四章第一节探索遗传物质的过程 学习导航1 结合教材 阐明肺炎双球菌的体内转化实验的过程及结论 2 结合教材 阐明肺炎双球菌的体外转化实验的过程及结论 3 结合教材 阐明噬菌体侵染细菌的实验 重难点击1 肺炎双球菌体内 体外转化实验的比较 2 噬菌体侵染细菌的实验过程及误差分析 课堂导入从图中我们可以看出 亲属之间在某些方面上具有一定的相似性 这就是我们平常所说的遗传 其实 早在公元前3世纪 吕氏春秋 中就记载着 夫种麦而得麦 种稷而得稷 人不怪也 也就是我们常说的 种瓜得瓜 种豆得豆 正是生物的遗传特性 才使生物界的物种能够保持相对稳定 那么生物之间的这种相似性是由什么物质控制 并在亲子代之间连续传递的呢 本节课我们就一起学习生物的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 当堂检测 二 噬菌体侵染细菌的实验 内容索引 一 肺炎双球菌的转化实验 基础梳理 1 肺炎双球菌类型 光滑 粗糙 有 无 2 体内转化实验 格里菲思的实验 1 实验过程及现象 存活 死亡 S型活细菌 存活 死亡 S型活细菌 2 结论 加热杀死的S型细菌中含有某种 将R型活细菌转化为S型活细菌 这种性状的转化是可以的 遗传物质 遗传 3 体外转化实验 艾弗里的转化实验 1 实验结果及现象 2 结论 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 R型细菌 S型细菌 DNA 格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌 请分析 1 已知在80 100 温度范围内 蛋白质将失去活性 DNA的结构也会被破坏 但当温度降低到55 左右时 DNA的结构会恢复 但蛋白质却不能恢复 由此我们可以推断 在格里菲思的实验中 加热杀死的S型细菌中的 转化因子 应该是哪种物质 问题探究 答案 DNA 答案R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭 1 从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么 答案加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌 2 S型活细菌是怎样产生的 答案 2 研究表明 小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示 答案有毒的S型细菌在小鼠体内增殖 导致小鼠的免疫力降低 R型细菌 S型细菌数量都增加 3 S型细菌是有毒性的 据此推测曲线bc段上升的原因是什么 答案 知识整合 加热杀死的S型细菌和R型活细菌一起注射到小鼠体内时 开始时R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭 数量下降 随着S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌 S型活细菌逐渐增多 毒性导致小鼠的免疫力降低 R型细菌 S型细菌数量都增加 拓展应用 1 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验 关于此实验的结论不正确的是A 说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB 说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C 说明了R型活细菌是无毒性的D 说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的 答案 解析格里菲思实验只证明了S型细菌能使R型细菌发生转化 并没有证明DNA是遗传物质 解析 2 艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验 结果如表所示 由表可知 答案 解析 A 不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B 说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C 和 说明S型细菌的DNA是转化因子D 说明DNA是主要的遗传物质 解析第 组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关 A B项错误 第 组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关 第 组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌 C项正确 只能说明DNA是遗传物质 而不能说明DNA是主要的遗传物质 D项错误 肺炎双球菌转化实验的几个易错点 1 转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌 而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌 2 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降低又逐渐恢复活性 3 体内转化实验结论是S型细菌体内有 转化因子 没有证明 转化因子 是DNA 体外转化实验进一步证明 转化因子 是DNA 二 噬菌体侵染细菌的实验 基础梳理 1 实验者 2 实验方法 3 实验材料 1 T2噬菌体 蛋白质 DNA 赫尔希和蔡斯 放射性同位素标记法 结构 如图 头部和尾部的外壳都是由 构成的 头部内含有 蛋白 质 DNA 特点 营生活 在宿主细胞外 有 没有 独立代谢能力 生活史 T2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 2 大肠杆菌 单细胞核生物 寄生 没有 自身遗传物质 大肠杆菌 裂解 原 4 实验过程 1 标记T2噬菌体 大肠杆菌 噬菌体 噬菌体 大肠杆菌 2 侵染细菌 高 低 低 高 5 实验分析 1 T2噬菌体侵染细菌时 进入到细菌的细胞中 而 留在外面 2 子代T2噬菌体的各种性状是通过来遗传的 6 实验结论 才是真正的遗传物质 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 问题探究 答案噬菌体营寄生生活 不能直接用培养基培养噬菌体 结合上述实验过程分析 1 标记噬菌体时 为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体 答案不能 因为DNA和蛋白质都含C和O 不能用32P和35S同时标记噬菌体 2 能否用14C和18O标记噬菌体 能否用32P和35S同时标记噬菌体 答案 答案目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 3 实验中搅拌的目的是什么 答案 答案离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒 离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌 4 实验中离心的目的是什么 离心管的上清液和沉淀物中分别是什么 答案搅拌不充分 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 5 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时 发现沉淀物中放射性也较高 可能是什么原因造成的 答案 1 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 2 保温时间过长 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代 经离心后分布于上清液中 6 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时 发现上清液中放射性也较高 可能是什么原因造成的 答案 知识整合 噬菌体营寄生生活 不能直接用培养基培养噬菌体 搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 经过离心 噬菌体颗粒进入上清液中 大肠杆菌留在沉淀物中 如果搅拌不充分 有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 会随细菌离心到沉淀物中 保温时间要适当 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 时间过长 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代 经离心后分布于上清液中 拓展应用 3 为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质 赫尔希和蔡斯做了 T2噬菌体侵染大肠杆菌 的实验 T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内 下图中亲代噬菌体已用32P标记 A C中的方框代表大肠杆菌 下列关于本实验及病毒 细菌的叙述正确的是 A 图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的 其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐B 若要达到实验目的 还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验 两组相互对照C 噬菌体的遗传不遵循基因分离定律 而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律D 若本组实验B 上清液 中出现放射性 则不能证明DNA是遗传物质 答案 解析 解析由题干信息可知 图中亲代噬菌体已用32P标记 则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记 要证明DNA是遗传物质 还应设计一组用35S标记噬菌体的实验 二者为相互对照实验 大肠杆菌是原核生物 其遗传不遵循基因分离定律 若本组实验B 上清液 中出现放射性 可能是实验时间较长 大肠杆菌裂解导致的 也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌 经搅拌 离心到上清液中 4 如果用15N 32P 35S共同标记噬菌体后 让其侵染大肠杆菌 在产生的子代噬菌体的组成结构中 能够找到的标记元素为A 在外壳中找到15N和35SB 在DNA中找到15N和32PC 在外壳中找到15ND 在DNA中找到15N 32P和35S 答案 解析 解析用15N 32P 35S共同标记噬菌体 15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳 32P标记了噬菌体的DNA 35S标记了噬菌体的蛋白质外壳 噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面 DNA进入细菌内部 在细菌中以噬菌体DNA为模板 利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA 由于DNA复制 故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA 不能找到35S和15N标记的蛋白质 二看法 判断子代噬菌体标记情况 课堂小结 体 内 体外 DNA DNA 当堂检测 1 1928年 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 成功地表明了A 已加热杀死的S型细菌中 DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性B DNA是遗传物质C 已加热杀死的S型细菌中 含有促使R型细菌发生转化的活性物质D DNA是主要的遗传物质 2 3 4 5 1 答案 解析格里菲思并没有提出遗传物质的本质 解析 2 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仍然有R型细菌的是 答案 2 3 4 1 5 解析 A 3和4B 1 3和4C 2 3和4D 1 2 3和4 2 3 4 1 5 解析2 3 4三支试管内只有R型细菌 因为没有S型细菌的DNA 所以都不会发生转化 1号试管因为有S型细菌的DNA 所以会使R型细菌发生转化 但是发生转化的R型细菌只是一部分 故试管内仍然有R型细菌存在 2 3 4 1 5 3 在探索遗传物质的过程中 赫尔希和蔡斯做了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 但不能证明DNA是主要的遗传物质 2 3 4 1 5 4 噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是A 细菌的核苷酸和氨基酸B 自身的核苷酸和细菌的氨基酸C 自身的核苷酸和氨基酸D 自身的氨基酸和细菌的核苷酸 答案 解析噬菌体只能寄生在活的细胞中 在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板 用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料 进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成 A正确 解析 5 下图是噬菌体侵染细菌示意图 请回答下列问题 2 3 4 1 5 答案 解析 1 噬菌体侵染细菌的正确顺序应是 BDAEC 解析噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤 吸附 噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面 侵入 噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内 蛋白质外壳留在细胞外面不起作用 生物合成在细菌体内 以噬菌体的DNA为模板 利用细菌的化学成分合成噬菌体的DNA和蛋白质分子 组装 新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体 结