苏教版必修2 第四章第一节探索遗传物质的过程 课件（50张）.ppt

第四章遗传的分子基础 第一节探索遗传物质的过程 第四章遗传的分子基础 学习导航 第四章遗传的分子基础 1 肺炎双球菌的转化实验 重点 2 噬菌体侵染细菌的实验 重点 3 dna是主要的遗传物质 4 dna的提取与鉴定 难点 一 肺炎双球菌的转化实验1 格里菲思的转化实验 1 肺炎双球菌类型 r型细菌 菌落 菌体无荚膜 无毒性 s型细菌 菌落光滑 有 有毒性 2 实验结论 加热杀死的s型细菌能使r型细菌转化成s型活细菌 且性状可遗传 粗糙 荚膜 2 艾弗里的转化实验将s型细菌的组成物质分离提纯得到dna 蛋白质 多糖等 只有 能将r型细菌转化成s型活细菌 dna 二 噬菌体侵染细菌的实验1 t2噬菌体 1 结构 2 生活方式 寄生 dna 2 实验过程 1 标记t2噬菌体 蛋白质外壳 dna 2 t2噬菌体侵染大肠杆菌 含35s的噬菌体大肠杆菌体内 放射性35s 含32p的噬菌体大肠杆菌体内 放射性32p 3 结论 有 没有 dna是遗传物质 三 dna是主要的遗传物质1 证明rna是遗传物质的实验 1 实验材料 烟草花叶病毒 2 实验过程 3 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是 2 dna是主要的遗传物质 1 细胞生物的遗传物质均为 2 部分病毒的遗传物质是dna 3 少部分病毒的遗传物质是 rna dna rna 四 提取和鉴定dna1 dna的提取 1 dna能溶解在nacl溶液中 且溶解度随着nacl浓度的变化而改变 因此通过改变nacl溶液的浓度 溶解在nacl溶液中的dna会析出来 2 dna不溶于乙醇溶液 而细胞中的某些物质能溶于乙醇溶液 因此通过乙醇溶液可进一步提取含杂质较少的dna 2 dna的鉴定 常用二苯胺试剂鉴定dna 1 判一判 1 s型肺炎双球菌有毒性 r型肺炎双球菌无毒性 2 加热杀死的s型细菌和r型细菌混合注射到小鼠体内 从小鼠尸体中提取到的细菌全部是s型细菌 3 格里菲思认为加热杀死的s型细菌的dna是转化因子 4 艾弗里证明转化因子是dna而不是蛋白质 2 想一想t2噬菌体侵染细菌的实验 为什么用放射性同位素35s和32p标记 而不用14c 3h 18o 15n 提示 噬菌体由蛋白质外壳和内部的dna组成 s是蛋白质中特有的 p是dna中特有的 而c h o n在蛋白质和dna中均有 故用35s标记蛋白质 32p标记dna 以把dna和蛋白质区分开 3 连一连把下列生物与其遗传物质连起来 肺炎双球菌的转化实验 1 体内转化实验 1 实验过程 2 结果分析 加热杀死的s型细菌已失活 加热杀死的s型细菌内含有使r型细菌转化为s型细菌的物质 3 结论 加热杀死的s型细菌中含有某种促成r型细菌转化为s型细菌的 转化因子 2 体外转化实验 s型细菌的dna使r型细菌发生转化 s型细菌的蛋白质等其他物质不能使r型细菌发生转化 s型细菌体内只有dna才是 转化因子 即dna是遗传物质 蛋白质等其他物质不是遗传物质 3 体内转化与体外转化实验的相互关系一个完整的科学发展过程为 发现问题 提出假说 实验验证 得出结论 格里菲思的工作相当于前两步 说明s型细菌体内有转化因子 艾弗里的工作相当于后两步 进一步证明转化因子是dna 特别提醒 1 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其活性 2 艾弗里提取分离的dna含有杂质对实验造成干扰 为了弥补实验的不足 就增加了dna酶和dna混合后感染观察 保证了实验的准确性 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 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 d 解析 本题理解的关键是 只有r型活细菌 加热杀死的s型细菌的dna才能发生转化 dna酶分解了s型细菌的dna 故小鼠存活 s型细菌是致死性菌 故小鼠死亡 r型细菌高温加热被杀死 再加入s型细菌的dna 不能发生转化 故小鼠存活 s型细菌高温加热被杀死 加入r型细菌的dna 小鼠存活 探规寻律解答该类题目的突破口是确定实验动物体内是否有s型活细菌 若有s型活细菌则实验动物死亡 反之存活 在肺炎双球菌的转化实验中 能够证明dna是遗传物质的最关键的实验设计是 a 将无毒r型活细菌与有毒s型活细菌混合后培养发现r型细菌转化为s型细菌b 将无毒r型细菌与加热杀死后的s型细菌混合后培养 发现r型细菌转化为s型细菌c 从加热杀死的s型细菌中提取dna 蛋白质和多糖 混合加入培养r型细菌的培养基中 发现r型细菌转化为s型细菌d 从s型活细菌中提取dna 蛋白质和多糖 分别加入培养r型细菌的培养基中 发现只有加入dna的培养基中 r型细菌才转化为s型细菌 d 解析 逐项分析如下 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验思路及方法s是蛋白质的特有元素 p几乎都存在于dna分子中 用放射性同位素32p和35s分别标记dna和蛋白质 单独 直接地去观察它们的作用 2 实验过程及结果 1 第一步 标记细菌细菌 含35s的培养基 含35s的细菌细菌 含32p的培养基 含32p的细菌 2 第二步 标记噬菌体噬菌体 含35s的细菌 含35s的噬菌体噬菌体 含32p的细菌 含32p的噬菌体 3 第三步 噬菌体侵染细菌 3 实验结论 1 直接证明 dna是遗传物质 2 间接证明 dna能够自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能控制蛋白质的生物合成 3 不能证明 dna是主要遗传物质 4 与艾弗里实验的比较这两个实验都是证明dna是生物的遗传物质的直接实验证据 两者在实验设计 实验结论等方面既有共同性也有细微的差别 设法将dna与其他物质分开 单独地直接研究它们各自不同的遗传功能 直接分离 分离s型细菌的dna 多糖 蛋白质等 分别与r型细菌混合培养 同位素标记法 分别标记dna和蛋白质的特征元素 32p和35s dna是遗传物质 蛋白质等其他物质不是遗传物质 dna是遗传物质 特别提醒本节实验中的对照 1 肺炎双球菌转化实验中的相互对照 2 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中 用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌 在理论上 上清液中不含放射性 下层沉淀物中具有很高的放射性 而实验的实际最终结果显示 在离心上层液体中 也具有一定的放射性 而下层的放射性强度比理论值略低 1 在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中 采用的实验方法是 同位素标记法 同位素示踪法 2 在理论上 上清液放射性应该为0 其原因是 3 噬菌体侵染细菌的实验证明了 4 上述实验中 填 能 或 不能 用15n来标记噬菌体的dna 理由是 理论上讲 噬菌体已将含32p的dna全部注入大肠杆菌内 上清液中只含噬菌体蛋白质外壳 dna是遗传物质 不能 在dna和蛋白质中都含有n元素 1 上述实验中如何让噬菌体标记上32p 2 该实验能否证明蛋白质不是遗传物质 提示 1 用含32p的培养基培养大肠杆菌 然后让噬菌体侵染该大肠杆菌 从此大肠杆菌释放出的噬菌体则标记了32p 2 能 作为遗传物质 应能携带遗传信息 并将信息传递给后代 起到遗传信息延续的作用 此实验中 蛋白质外壳不能进入细菌体内 更谈不上延续遗传信息的作用 如图表示用同位素32p 32s和31p 35s分别标记噬菌体和大肠杆菌的dna和蛋白质 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亲代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 a 31p 32p 32sb 31p 32p 35sc 31p 32p 32s 35sd 32p 32s 35s b 解析 p是组成dna的元素 s是组成蛋白质的元素 当噬菌体侵染细菌时 噬菌体的dna全部注入到细菌体内 而噬菌体的蛋白质外壳则留在细菌外面 噬菌体的dna进入细菌体内后 是利用细菌的组成成分为原料 合成噬菌体的dna和蛋白质 所以子代噬菌体的dna中既含有自身的标记元素32p 又含有细菌的标记元素31p 由于噬菌体的蛋白质没有进入细菌 所以子代噬菌体的蛋白质只含有细菌的标记元素35s dna的粗提取与鉴定 1 实验原理 1 血细胞在蒸馏水中会渗透吸水 吸水过度而导致细胞膜和细胞核膜的破裂 利用此特性可得到含有dna的溶液 2 dna在氯化钠溶液中的溶解度 是随着氯化钠浓度的变化而改变的 dna在物质的量浓度为0 14mol l 1的氯化钠溶液中的溶解度最低 利用这一原理 可以使溶解在氯化钠溶液中的dna析出 3 dna不溶于酒精溶液 但细胞中的某些物质则可以溶于酒精 利用这一原理 可以进一步提取出含杂质较少的dna 4 dna遇二苯胺 沸水浴 会变成蓝色 因此 二苯胺可以作为鉴定dna的试剂 2 方法步骤 1 制备鸡血细胞液 活鸡鲜血经分离或沉淀 取质量浓度为0 1g ml 1柠檬酸钠溶液100ml 置于500ml烧杯中 注入活鸡鲜血180ml 同时用玻璃棒搅拌 离心或静置沉淀 2 提取dna 提取血细胞核物质a 取5 10ml血细胞 20ml蒸馏水 用玻璃棒沿一个方向快速搅拌使血细胞的细胞膜 核膜吸水涨破 b 纱布过滤 滤液中含dna和其他核物质 如蛋白质 溶解核内的dna 滤液 2mol l 1的nacl溶液40ml 玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌 析出含dna的粘稠物 在上述溶液中缓缓加入蒸馏水 并沿一个方向轻轻搅拌 出现丝状物 当丝状物不再增加时 停止加水 此时nacl溶液的浓度相当于0 14mol l 1 滤取含dna的粘稠物 用多层纱布过滤 含dna的粘稠物留在纱布上 dna粘稠物的再溶解 把含dna的粘稠物放入20ml2mol l 1的nacl溶液中 轻缓搅拌3min 使尽可能多的dna溶解在nacl溶液中 过滤含有dna的nacl溶液 用放有两层纱布的漏斗过滤步骤 所得的溶液 滤液中含有dna 提取含有杂质较少的dna 将冷却的体积分数为95 的酒精溶液50ml加入步骤 所得的滤液中 用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌 溶液中出现 析出 乳白色丝状物 用玻璃棒将丝状物卷起 并用滤纸吸取上面的水分 3 dna的鉴定设置对照 先在试管中加入0 015mol l 1的nacl溶液5ml 其中一组加入dna 再各加入二苯胺试剂4ml 用玻璃棒搅拌使dna溶解 沸水浴加热数分钟 观察溶液是否出现蓝色 特别提醒鸡血细胞破碎以后释放出的dna 容易被玻璃容器吸附 由于细胞内dna的含量本来就比较少 如果再被玻璃容器吸附去一部分 提取到的dna就会更少 因此 实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管 这样可以减少提取过程中dna的损失 如图是关于 dna的粗提取和物理性质的观察 实验 请回答下列问题 1 实验材料选用鸡血细胞液 而不用鸡全血 主要原因是鸡血细胞液中有较高含量的 2 上图所示的a实验步骤中加蒸馏水的目的是 通过图b所示的步骤取得滤液 再在溶液中加入2mol lnacl溶液的目的是 图c所示步骤中加蒸馏水的目的是 3 为鉴定实验所得丝状物的主要成分是dna 可滴加 试剂 结果丝状物被染成蓝色 dna 使血细胞破裂 使滤液中的dna溶解在2mol lnacl溶液中 使dna析出 二苯胺 探规寻律理解实验中两次使用蒸馏水的目的第一次在制备鸡血细胞液时 目的是使鸡血细胞吸水涨破 加水后必须充分搅拌 不应少于5min 使血细胞充分吸水破裂 第二次是在析出含dna丝状物时 目的是稀释nacl溶液 使dna逐渐析出 2013 高考江苏卷 某同学用洋葱进行dna粗提取和鉴定实验 操作错误的是 a 加入