高中生物第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质课件新人教版必修2.ppt

第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质 教师参考 新课导入一 通过对细胞的有丝分裂 减数分裂和受精过程的学习 我们知道 在上述生理过程中染色体发生规律性的变化 染色体在生物的遗传和变异中具有重要作用 请问染色体的主要成分是什么 提示 蛋白质和DNA 那么 这两种物质中 究竟哪一种是遗传物质呢 这一结论又是如何得出的呢 导入新课 新课导入二 请同学们说一说从外貌特征方面看和父母相似的特征有哪些 引出一个普遍的生物现象 生物的遗传 那么 控制遗传的物质是什么 科学家们是怎么得出结论的呢 导入课题 学习目标 1 了解 DNA是主要的遗传物质 的探索过程 理解实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用 2 理解肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路 3 理解DNA是主要遗传物质的含义 自主学习 课堂探究 自主学习读教材 学基础 一 对遗传物质的早期推测阅读教材P42 P43 完成以下问题 蛋白质 DNA 选择 下列有关核酸的叙述中 正确的是 A 除病毒外 一切生物都有核酸存在B 核酸是由C H O P元素组成的化合物C 组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸D DNA比蛋白质具有更高的热稳定性 并且能够自我复制 D 二 肺炎双球菌的转化实验阅读教材P43 P44 完成以下问题 1 肺炎双球菌的特点 光滑 粗糙 有 无 2 体内转化实验 格里菲思的实验 1 原理 可使小鼠患败血症死亡 2 实验过程及现象 S型细菌 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 思考 格里菲思的实验能否证明S型菌体内的哪种物质是转化因子 提示 否 由于格里菲思没有将细菌中各组分分开 所以他只能推测S型菌体内含有转化因子 转化因子 S型活细菌 S型活细菌 3 体外转化实验 艾弗里的实验 1 原理 从S型菌中提取出DNA 蛋白质及荚膜多糖等 将其分别加入已培养了R型细菌的培养基中 结果发现 只有加入时 R型细菌才转化为S型细菌 2 过程 DNA DNA 3 结论 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 判断 1 S型肺炎双球菌可以使小鼠患肺炎 2 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明DNA是遗传物质 3 在格里菲思的实验基础上 艾弗里通过实验证明了DNA是主要的遗传物质 4 加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内 不会引起小鼠患败血症 DNA 三 噬菌体侵染细菌实验阅读教材P44 P45 完成以下问题 1 T2噬菌体的结构与代谢 1 2 DNA 蛋白质 寄生 遗传物质 大肠杆菌 2 实验方法 3 实验过程 1 标记细菌 用含的培养基培养得到含35S的大肠杆菌 用含的培养基培养得到含32P的大肠杆菌 2 标记噬菌体 噬菌体和混合培养 得到蛋白质外壳被标记的噬菌体 噬菌体和混合培养 得到DNA被标记的噬菌体 放射性同位素标记法 35S 32P 含35S的大肠杆菌 35S 含32P的大肠杆菌 32P 3 侵染过程 含35S的噬菌体 细菌搅拌 离心 很高 很低 含32P的噬菌体 细菌搅拌 离心 很低 很高 4 实验结论噬菌体的遗传物质是 选择 下列有关赫尔希和蔡斯的 T2噬菌体侵染细菌实验 的叙述 正确的是 A 离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离B 该实验运用了同位素标记法和差速离心法C T2噬菌体与细菌所含的核酸中嘌呤总数都等于嘧啶总数D 32P标记的噬菌体侵染细菌的时间过长或过短 都会导致上清液放射性偏高 DNA D 四 RNA是遗传物质的实验证据阅读教材P46 完成以下问题 1 烟草花叶病毒的组成 2 侵染过程 3 结论烟草花叶病毒的遗传物质是 选择 烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了它的遗传物质是 A DNAB RNAC DNA和RNAD 以上都不是 RNA B 不感染病毒 感染病毒 五 生物的遗传物质阅读教材P46 完成以下问题 RNA 判断 1 豌豆的遗传物质主要是DNA 2 病毒的遗传物质都是RNA 3 烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 4 真核生物 原核生物 部分病毒的遗传物质是DNA 探究一 课堂探究解疑难 提能力 肺炎双球菌体内转化实验与体外转化实验的比较 教师参考 问题引领 1 体内转化实验是否证明DNA是遗传物质 2 体内外转化实验中的巧妙之处在哪 两种转化之间有什么联系 典例1 下列关于肺炎双球菌转化实验的说法 正确的是 A 肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质B 将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养 R型细菌可全部转化为S型细菌C 艾弗里的体外转化实验对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定D 肺炎双球菌转化实验中 若给小鼠注射S型细菌的DNA 则小鼠死亡 解析 肺炎双球菌的转化实验证明了DNA是遗传物质 但不能证明DNA是主要的遗传物质 将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养 只有少数的R型细菌可转化为S型细菌 艾弗里的体外转化实验对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定 分别进行实验 肺炎双球菌转化实验中 使小鼠死亡的是S型细菌 而不是S型细菌的DNA 因此 若给小鼠注射S型细菌的DNA 小鼠不会死亡 答案 C 备选例题 艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后 持反对观点者认为 DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜 而不是起遗传作用 已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型 这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的 下列实验设计思路能反驳上述观点的是 A R型菌 抗青霉素的S型菌DNA 预期出现抗青霉素的S型菌B R型菌 抗青霉素的S型菌DNA 预期出现S型菌C R型菌 S型菌DNA 预期出现S型菌D R型菌 S型菌DNA 预期出现抗青霉素的S型菌 A 解析 R型菌 抗青霉素的S型菌DNA 预期出现抗青霉素的S型菌 该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状 如抗药性 也会发生转化 而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因 因此 该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的 题组演练 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 关于实验的结论不正确的是 A 说明了R型活菌是无毒性的B 说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的C 说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAD 说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌 解析 格里菲思实验仅仅提出了 转化因子 的存在 没有证明 转化因子 遗传物质 是什么 C 2 2017 江苏江阴期中 将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内 小白鼠不死亡 从体内分离出来的依然是R型肺炎双球菌 将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内 则小白鼠死亡 并从体内分离出了S型有荚膜肺炎双球菌 以上实验说明了 A S型菌的DNA可诱导R型菌转化为S型菌 说明了DNA是遗传物质B R型菌的蛋白质外壳可诱导S型菌转化为R型菌C R型菌的DNA可使小鼠死亡D R型和S型肺炎双球菌可以相互转化 解析 S型细菌的DNA可诱导R型细菌转化为S型 说明了DNA是遗传物质 S型细菌的蛋白质外壳不能诱导R型细菌转化为S型 R型菌的DNA不能使小鼠死亡 以上实验说明R型细菌能转化为S型细菌 不能说明R型和S型肺炎双球菌可以相互转化 A 探究二 教师参考 问题引领 1 噬菌体的组成成分是什么 用噬菌体做实验材料有什么优点 2 分别标记什么元素才能达到实验目的 3 如何完成对噬菌体的同位素标记 4 该实验的设计思路是什么 与肺炎双球菌体外转化实验的设计思路相同吗 噬菌体侵染细菌实验分析 1 噬菌体侵染细菌的过程 2 实验过程及结论分析 3 上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 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 有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随大肠杆菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现少量的放射性 4 肺炎双球菌体外转化和噬菌体侵染细菌实验比较 典例2 若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染 裂解后所释放的噬菌体中 A 只有35SB 只有32PC 一定有35S 可能有32PD 一定有32P 可能有35S 解析 噬菌体在侵染细菌时 只将自身的DNA注射到细菌菌体中 蛋白质外壳留在细菌体外 由于DNA是半保留复制的 因此亲代噬菌体被32P标记的那两条DNA链存在于某两个子代噬菌体中 而细菌中没有32P标记 因此子代噬菌体中始终只有两个子代DNA分子有32P标记 由于子代噬菌体的蛋白质是以细菌体内的原料合成的 而大肠杆菌被35S标记 因此合成的噬菌体的蛋白质外壳均有35S标记 因此子代噬菌体一定有35S 可能有32P 答案 C 方法透析噬菌体中的放射性元素分析 备选例题 2017 江苏联盟大联考 1952年 赫尔希和蔡斯用32P或35S标记T2噬菌体 并分别与无标记的细菌混合培养 经过一定时间保温后再搅拌 离心得到了上清液和沉淀物 并检测放射性 与此实验相关的叙述不正确的是 A 搅拌不充分会使含35S标记组沉淀物的放射性偏高B 保温时间过长会使含32P标记组上清液的放射性偏低C 实验所获得的子代噬菌体均不含35S而部分可含有32PD 实验目的是研究T2噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质 B 解析 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳 噬菌体侵染细菌时 蛋白质外壳留在外面 如果搅拌不充分 蛋白质外壳与细菌不分开 会使35S标记组沉淀物的放射性偏高 如果保温培养时间过长 部分被侵染的大肠杆菌会裂解 从而导致32P标记组上清液中的放射性偏高 由于35S标记的蛋白质外壳留在外面 DNA分子复制是半保留复制 所以实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P 实验目的是通过对照实验 研究遗传物质是DNA还是蛋白质 题组演练 1 2017 辽宁六校月考 用含15N 35S 32P的噬菌体侵染不含放射性元素的细菌 则释放出来的子代噬菌体中 A DNA中含有32P 蛋白质中含有35SB 大多数噬菌体含有15N 32PC 少数噬菌体含有15N 32PD 全部含有35S C 解析 用含15N 35S 32P的噬菌体去侵染不含放射性元素的细菌 其中亲代噬菌体的蛋白质中含15N和35S 噬菌体的DNA中含15N和32P 因此噬菌体侵染细菌时 由于只有DNA进入细菌中并作为模板控制子代噬菌体DNA的合成 而合成子代噬菌体所需的原料均由不含放射性元素的细菌提供 因此子代噬菌体外壳中不含35S 但由于DNA复制方式为半保留复制 因此子代噬菌体只有少数含有15N和32P 2 2017 河北武邑期末 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 经培养 搅拌 离心 检测 上清液的放射性占15 沉淀物的放射性占85 上清液带有放射性的原因可能是 A 噬菌体侵染大肠杆菌后 大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B 搅拌不充分 吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C 离心时间过长 上清液中析出较重的大肠杆菌D 32P标记了噬菌体蛋白质外壳 离心后存在于上清液中 解析 32P标记的是DNA 在侵染时头部的DNA进入细菌 理论上放射性应在沉淀物中 而现在上清液中也有放射性 有可能是侵染后大肠杆菌裂解释放出了子代噬菌体 噬菌体较轻 经搅拌离心后出现在上清液中 如果搅拌不充分应是在沉淀物中 离心时间过长时 大肠杆菌是不会出现在上清液中的 A 知识回