高中生物 3.1核酸是遗传物质的证据配套课件 浙科版必修2.ppt

第一节核酸是遗传物质的证据 一 dna是遗传物质的直接证据1 实验材料 噬菌体 1 生活方式 专门寄生在 不能独立生活 2 结构 头部和尾部的外壳是由 构成的 在头部内含有一个 2 实验方法 细菌体内 蛋白质 dna分子 同位素标记法 噬菌体侵染细菌的过程 3 实验过程 35s 悬浮液中 32p dna 沉淀中 4 实验结论 点拨 由于噬菌体营寄生生活 标记噬菌体时不能用含标记物的培养基直接培养噬菌体 需先标记细菌 然后用不含标记物的噬菌体去侵染被标记的细菌 dna是遗传物质 二 肺炎双球菌转化实验1 活体细菌转化实验 1 写出下列实验现象 注射a r型活菌小鼠 注射b s型活菌小鼠 注射c 加热杀死的s型菌小鼠 d r型活菌 加热注射分离杀死的s型菌小鼠 不死亡 死亡 不死亡 死亡 s型活菌 r型活菌 2 分析实验现象 根据a b步骤说明 根据c步骤说明 根据d步骤说明 3 得出实验结论 r型活菌无毒 s型活菌有毒 加热杀死的s型菌无毒 某些无毒性的r型活菌转化为有毒性的s型 活菌 加热杀死的s型菌中有转化因子 艾弗里的实验 2 离体细菌转化实验 艾弗里的实验 问题二 2 思考导案 问题二 2 艾弗里的实验 2 离体细菌转化实验 1 设计思路 把 分开 分别观察各成分的作用 2 实验过程 dna 蛋白质 荚膜物质 分别与r型活菌混合培养 r型 r型 r s型 r型 荚膜物质 蛋白质 dna dna dna酶 s型菌 3 结论 是遗传物质 等物质不是遗传物质 点拨 活体细菌转化实验只是提出 s型菌体内有转化因子 并没有具体证明哪种物质是遗传物质 最终证明dna是遗传物质的是离体细菌转化实验 dna 蛋白质 三 烟草花叶病毒的感染和重建实验1 烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 1 实验过程及现象 2 结论 是烟草花叶病毒的遗传物质 不是遗传物质 rna 蛋白质 烟草花叶病毒 蛋白质 rna rna rna酶 烟草叶不出现病斑 烟草叶出现病斑 烟草叶不出现病斑 2 病毒重建及其对烟草叶细胞的感染 1 实验过程及现象 出现病斑 出现病斑 b型 a型 2 结果分析与结论 重组病毒所繁殖的病毒类型取决于 的病毒类型 点拨 噬菌体侵染细菌和肺炎双球菌转化实验证明dna是遗传物质 而烟草花叶病毒的感染和重建实验证明rna是遗传物质 故通过上述实验 有力地证明了核酸是遗传物质 提供rna 思维判断 1 噬菌体侵染细菌实验中为验证dna是遗传物质 标记n s p等元素 分析 n元素为dna和蛋白质共有的元素 不能作为标记元素 s为蛋白质特有 p为dna特有 因此可用s p作为标记元素 2 在噬菌体中 亲代与子代之间具有连续性的物质是dna 分析 在噬菌体中dna是遗传物质 亲代的dna可以传给子代 3 遗传物质dna的主要载体是染色体 分析 遗传物质dna主要存在于细胞核中的染色体上 此外线粒体和叶绿体两种细胞器中也存在少量dna分子 4 dna是主要的遗传物质 因为自然界中大多数生物的遗传物质是dna 只有少数病毒的遗传物质为rna 分析 生物的遗传物质是dna或rna 有细胞结构的生物和一部分病毒的遗传物质是dna 一部分病毒的遗传物质是rna 故生物的主要遗传物质是dna 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验思路及方法s是蛋白质特有的元素 p几乎都存在于噬菌体dna分子中 用放射性同位素32p和35s分别标记dna和蛋白质 直接单独地观察它们的作用 2 侵染特点及过程 1 过程 噬菌体侵染细菌要经过吸附 注入核酸 合成 组装 释放五个过程 2 特点 进入细菌体内的是噬菌体的dna 噬菌体蛋白质留在外面不起作用 3 结果及分析 4 结论dna是遗传物质 高考警示钟 1 噬菌体侵染细菌实验中必须分两组分别标记 不能同时对噬菌体既用35s标记又用32p标记 2 该实验不能标记c h o n这些dna和蛋白质共有的元素 典例训练1 如果用3h 15n 32p 35s标记噬菌体后 让其侵染细菌 在产生的子代噬菌体的结构成分中 能够找到的放射性元素为 a 可在外壳中找到15n和35s 3hb 可在dna中找到3h 15n 32pc 可在外壳中找到15n和35sd 可在dna中找到15n 32p 35s 解题指南 1 解题关键 解题时一定要看清标记对象是噬菌体还是细菌 二者对应子代噬菌体的放射性结果不同 2 解题思路 子代噬菌体中组成蛋白质的元素均来自细菌 子代噬菌体中组成dna的元素部分来自亲代噬菌体 部分来自细菌 解析 选b 3h 15n既可标记在噬菌体的dna分子上 又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上 而32p只能标记在噬菌体的dna分子上 35s只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上 因为在噬菌体侵染细菌的过程中 只有其dna进入了细菌细胞 蛋白质外壳没有进入 子代噬菌体的dna和蛋白质外壳大都以细菌的成分为原料合成 所以在产生的子代噬菌体的结构成分中 只能找到噬菌体的dna分子上带3h 15n和32p 完全没有35s 互动探究 1 若用3h 15n 32p 35s标记的细菌培养噬菌体 则子代噬菌体的组成结构中 能找到哪些放射性元素 提示 3h 15n 32p 35s都能找到 分析 噬菌体侵入细菌后 除噬菌体的dna作为模板起指导作用外 其余的原料 脱氧核苷酸和氨基酸 合成蛋白质的场所核糖体 atp和相关酶全由细菌提供 故子代噬菌体的蛋白质中含有3h 15n 35s dna中含有3h 15n 32p 2 若最终释放出100个噬菌体 则含32p的噬菌体有多少 提示 2个 分析 根据dna分子半保留复制的特点可知 最终释放出的100个噬菌体中 只有2个噬菌体的dna含32p和31p 其余噬菌体只含31p 变式备选 为研究噬菌体侵染细菌的详细过程 你认为同位素标记的方案应为 a 用14c或3h培养噬菌体 再去侵染细菌b 用18o或32p培养噬菌体 再去侵染细菌c 将一组噬菌体用32p和35s标记d 一组用32p标记dna 另一组用35s标记蛋白质外壳 解析 选d 用32p和35s分别标记dna和蛋白质外壳 35s仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中 32p仅存在于噬菌体的dna中 而14c 3h 18o在蛋白质和dna中都含有 无法区别是哪一种成分发挥作用 同时用32p 35s标记蛋白质和dna 都有放射性 也无法判断是哪一种成分发挥作用 肺炎双球菌转化实验1 肺炎双球菌活体和离体转化实验的比较 用小鼠 体内 用培养基 体外 s型菌体内有 转化因子 s型菌的dna是遗传物质 1 所用材料相同 都是r型和s型肺炎双球菌 2 两实验都遵循对照原则 单一变量原则 2 肺炎双球菌转化实验中的对照设计 高考警示钟 活体转化实验注射r型菌和加热杀死的s型菌后 小鼠体内分离出的细菌和 离体s型菌dna r型活菌 培养基上生存的细菌都是r型和s型都有 但是r型多 典例训练2 2011 广东高考 艾弗里 埃弗里 和同事用r型和s型肺炎双球菌进行实验 结果如下表 从表可知 a 不能证明s型菌的蛋白质不是转化因子b 说明s型菌的荚膜多糖有酶活性c 和 说明s型菌的dna是转化因子d 说明dna是主要的遗传物质 解题指南 1 解题关键 解题时一定要注意只有s型菌的dna能使r型活菌转化为s型菌 2 解题思路 分析4个实验中是否有s型菌出现 有s型菌出现说明r型菌转化为s型菌 即证明加入物质为转化因子 解析 选c a项 组 r型菌 s型菌的蛋白质 只长出r型菌 说明蛋白质不是转化因子 b项 组 r型菌 s型菌的荚膜多糖 只长出r型菌 说明荚膜多糖不是转化因子 无法证明s型菌的荚膜多糖有酶活性 c项 组 r型菌 s型菌的dna 结果既有r型菌又有s型菌 说明dna可以使r型菌转化为s型菌 组 用dna酶将dna水解 结果只长出r型菌 说明dna的水解产物不能使r型菌转化为s型菌 从一个反面说明了只有dna才能使r型菌发生转化 d项 此实验只涉及r型和s型肺炎双球菌两种生物 没有涉及其他生物 无法证明dna是主要的遗传物质 变式训练 在肺炎双球菌转化实验中 在培养有r型菌的1 2 3 4四支试管中 分别加入从s型活菌中提取的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型菌的是 a 3和4b 1 3和4c 2 3和4d 1 2 3和4 解析 选d 2 3 4三支试管内的r型菌因为没有s型菌的dna 所以都不会发生转化 1号试管因为有s型菌的dna 所以会使r型菌发生转化 但是发生转化的r型菌只是一部分 故试管内仍然有r型菌存在 对照实验的设计思路与结果预测 病毒遗传物质的检测 案例 2008 上海高考样题 自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒 简称禽流感病毒 我国就参与了抗击禽流感的国际性合作 并已经研制出预防禽流感的疫苗 根据所学知识回答下列问题 1 实验室中获得大量禽流感病毒 不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上 而是以活鸡胚为培养基 其原因是 2 利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分 原理是 rna在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色 dna与二苯胺试剂共热显蓝色 3 实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和rna 不含dna 则证明禽流感病毒遗传物质的最关键实验设计思路是 4 请你预测用禽流感病毒的蛋白质和rna分别感染活鸡胚所存在的几种可能性 如果蛋白质与rna都有遗传效应 说明蛋白质和rna都是遗传物质 如果 说明 如果 说明 如果 说明 命题人透析 1 解题中的两个疑惑点 病毒培养基的选择 病毒是没有细胞结构的一类寄生生物 它们仅由核酸和蛋白质外壳组成 既无产能酶系 也无蛋白质和核酸合成酶系 不能在培养基上直接培养 只能利用宿主的活细胞培养 探究实验中如何设置单一变量 禽流感病毒体内有多种物质成分rna 蛋白质 多糖等 要探究到底哪一种是它的遗传物质 需要设置对照实验进行探究 而控制单一变量是设置对照实验所必须遵循的原则 即需要单独观察每一种物质的作用效果 因此需利用分离提纯法或同位素示踪法 2 探究性实验结果预测的方法 探究性实验的预测实验结果不唯一 大多有三种可能 变量促进结果 变量抑制结果 变量与结果无关 或结果与变量的浓度有关 还有就是本题 4 这种情况 全肯定 全否定 一肯定一否定 等 标准答案 1 病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行 2 蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色 3 设法将禽流感病毒的蛋白质和rna分开 单独地 直接地去观察它们各自的作用 4 rna有遗传效应 而蛋白质没有遗传效应rna是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质 rna没有遗传效应 而蛋白质有遗传效应rna不是遗传物质 而蛋白质是遗传物质 rna和蛋白质都没有遗传效应rna和蛋白质都不是遗传物质 阅卷人点评 得分要点 1 必须体现 在宿主的活细胞 2 必须体现 双缩脲试剂 紫色 3 必须体现 分开 单独 4 必须体现 rna 蛋白质 失分案例 1 错答为 活鸡胚内营养物质丰富 2 答为 双缩尿 错别字失分 错答为 蓝色 3 答为 分离提纯 4 在 说明中只写 rna是遗传物质 而未写 蛋白质不是遗传物质 1 用放射性同位素35s和32p分别标记噬菌体的蛋白质和dna 然后用标记的噬菌体做侵染细菌的实验 进入细菌体内的成分有 a 35sb 32pc 35s和32pd 不含35s和32p 解析 选b 噬菌体侵染细菌时 进入细菌体内的只有dna 蛋白质外壳留在外面 因此进入细菌体内的只有32p 2 s型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体 而r型菌株却无致病性 下列有关叙述正确的是 a 光滑型 s 菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型b s型菌与r型菌致病性的差异是细胞分化的结果c 肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质d 高温处理过的s型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 解析 选a 在众多的肺炎双球菌菌株中 光滑型 s 菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型 s型菌与r型菌致病性有差异是因为遗传物质不同 肺炎双球菌是利用自己的核糖体合成蛋白质 双缩脲试剂是与肽键发生反应 高温处理会破坏蛋白质的空间结构 但是不会破坏肽键 3 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型菌的dna dna酶 加入r型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 加入s型菌 注射入小鼠 r型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型菌的dna 注射入小鼠 s型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入r型菌的dna 注射入小鼠 以上4个实验中的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 解析 选d 肺炎双球菌的遗传物质是dna dna在dna酶催化作用下分解 因此第 组s型菌的dna在dna酶作用下分解而失去转化作用 加入r型菌 子代仍为r型菌 注射入小鼠体内 小鼠存活 第 组r型菌的dna dna酶后 加入s型菌注射入小鼠 小鼠体内有s型菌 小鼠患败血症而死 第 组r型菌 dna酶 经高温加热后冷却 加入s型菌的dna后注射入小鼠 小鼠体内无活细菌 因此小鼠存活 第 组小鼠体内也无活细菌 小鼠存活 4 2012 西城区模拟 图示肺炎双球菌转化实验中的基本步骤 有关说法正确的是 a 要加热处理 要将提取物分别加入不同培养基 转入固体培养基b 不加热处理 要将提取物分别加入同一培养基 要用液体培养基c 要转入固体培养基培养 结果可能有s型和r型两种菌落d 要转入固体培养基培养 结果只有s型或r型一种菌落 解析 选c 图示中 表示从活s型菌中分离出蛋白质 dna等提取物 表示将s型菌的提取物分别与活r型菌混合 表示将含有s型菌提取物的r型菌悬液接种到固体培养基中培养 由于dna是转化因子 结果加s型菌dna组将出现s型和r型两种菌落 5 科研人员发现 在乙肝病人血液中 除了有乙肝病毒颗粒 hbv 外 还有大量的空心乙肝病毒颗粒 即病毒外壳 这一重要发现为乙肝疫苗的研制开辟了新的道路 这种 空心乙肝病毒颗粒 不可能来自 a hbv中dna分子侵入肝细胞后留在外面的空壳b 在hbv增殖过程中未组装的hbv外壳c 由病毒有丝分裂产生d 由人体肝细胞中核糖体合成的蛋白质外壳 解析 选c 病毒由内部的核酸和外部的蛋白质外壳组成 即病毒外壳是蛋白质 病毒侵染细胞时 只将核酸注入细胞内 蛋白质外壳留在外面 在宿主细胞内 病毒在自身遗传物质的作用下 利用宿主细胞内的原料 核苷酸和氨基酸 合成核酸和蛋白质 然后组装成新病毒 合成后未组装的蛋白质外壳也可能释放到细胞外 病毒不能进行有丝分裂 病毒没有