2017_2018学年高中生物第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质课件.pptx

1、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

2、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P42P43,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P43P44,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

3、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)

4、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P44P45,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

5、,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

6、,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.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.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。(

7、 ),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

8、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

9、+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DNA

10、 D.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

11、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

12、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

13、解后所释放的噬菌体中() A.只有35S B.只有32P C.一定有35S,可能有32P D.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,(2

14、017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32P D.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

15、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35S B.大多数噬菌体含有15N、32P C.少数噬菌体含有15N、32P D.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,

16、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,【知识回顾与网络构建】,