202X学年高中生物第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质的证据课件浙科版必修2

1、第三章遗传的分子根底第一节核酸是遗传物质的证据学习目标学习目标1.概述噬菌体侵染细菌的实验，体会实验方法与技术的多样性。概述噬菌体侵染细菌的实验，体会实验方法与技术的多样性。2.概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型法是进展科学研究简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型法是进展科学研究的重要方法。的重要方法。内容索引新知导学达标检测新知导学一、噬菌体侵染细菌的实验1.染色体的化学成分染色体的化学成分_RNA蛋白质组蛋白非组蛋白2.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实

2、验(1)实验材料：T2噬菌体。构造 构成的外壳 分子位于头部内特点：专门寄生在 体内的病毒。DNA蛋白质DNA细菌(2)实验思路：用不同的放射性同位素分别标记 和 ，直接单独地去观察它们的作用。(3)实验过程蛋白质DNA含放射性物质离心检测几乎不含放射性物质含放射性物质(4)实验说明及结论亲代噬菌体宿主细胞内标记元素子代噬菌体内标记元素实验结论35S标记蛋白质_32P标记DNA_无无有有DNA是遗传物质归纳总结归纳总结1.含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。2.该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否那么无法

3、将DNA和蛋白质区分开。3.35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。4.搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌别离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，细菌留在沉淀物中。5.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，局部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，也会使上清液出现放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物

4、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大肠杆菌外表，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。例例1(2021杭州模拟杭州模拟)以下关于以下关于“T2噬菌体侵染细菌实验的表达错噬菌体侵染细菌实验的表达错误的选项是误的选项是A.用含用含32P的化合物培养大肠杆菌后，大肠杆菌中只有核酸含的化合物培养大肠杆菌后，大肠杆菌中只有核酸含32PB.要用要用32P标记噬菌体，可用含标记噬菌体，可用含32P的细菌培养噬菌体的细菌培养噬菌体C.35S标记的噬菌体侵染细菌后，不搅拌就离心所得沉淀中有放射性标记的噬菌体侵染细菌后，不搅拌就离心所得沉淀中有放射性D.

5、假设假设T2噬菌体的壳体也进入细菌，那么无法证明噬菌体的壳体也进入细菌，那么无法证明DNA是遗传物质是遗传物质答案解析解析细胞中含解析细胞中含P的化合物有核酸、磷脂等，所以用含的化合物有核酸、磷脂等，所以用含32P的化合物培养的化合物培养大肠杆菌后，大肠杆菌中不只是核酸含大肠杆菌后，大肠杆菌中不只是核酸含32P，A错误；错误；T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，不能用培养基直接培养，噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，不能用培养基直接培养，要用要用32P标记噬菌体，可用含标记噬菌体，可用含32P的细菌培养噬菌体，的细菌培养噬菌体，B正确；正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵

6、染细菌后，搅拌使蛋白质标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌后，搅拌使蛋白质外壳与细菌分开，所以不搅拌就离心所得沉淀中有放射性，外壳与细菌分开，所以不搅拌就离心所得沉淀中有放射性，C正确；正确；假设假设T2噬菌体的壳体也进入细菌，那么细菌中含有噬菌体的噬菌体的壳体也进入细菌，那么细菌中含有噬菌体的DNA和蛋和蛋白质，因而无法证明白质，因而无法证明DNA是遗传物质，是遗传物质，D正确。正确。例例2 2 如果用如果用15N15N、32P32P、35S35S共同标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产共同标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成构造中，能够找到的标记元素为生的子代噬菌体的组成

7、构造中，能够找到的标记元素为A.A.在外壳中找到在外壳中找到15N15N和和35S35SB.B.在在DNADNA中找到中找到15N15N和和32P32PC.C.在外壳中找到在外壳中找到15N15ND.D.在在DNADNA中找到中找到15N15N、32P32P和和35S35S解析用解析用15N15N、32P32P、35S35S共同标记噬菌体，共同标记噬菌体，15N15N标记了噬菌体的标记了噬菌体的DNADNA和和蛋白质外壳，蛋白质外壳，32P32P标记了噬菌体的标记了噬菌体的DNA,35SDNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，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

8、，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNADNA进入细菌内部，进入细菌内部，在细菌中以噬菌体在细菌中以噬菌体DNADNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和质外壳和DNADNA，由于，由于DNADNA复制，故在子代噬菌体中能找到复制，故在子代噬菌体中能找到15N15N和和32P32P标标记的记的DNADNA，不能找到，不能找到35S35S和和15N15N标记的蛋白质。标记的蛋白质。答案解析方法点拨方法点拨“二看法判断子代噬菌体标记情况二看法判断子代噬菌体标记情况二、肺炎双球菌转化实验1.肺炎双球菌肺炎双球菌 种类 比较项目S型菌

9、R型菌菌落_菌体_有无毒性_光滑粗糙有荚膜无荚膜有毒性无毒性2.活体细菌转化实验活体细菌转化实验(1)实验过程和现象(2)结论：加热杀死的S型菌有某种物质(“转化因子)能使R型活菌转化成活的 菌。死亡存活存活死亡S型不能转化蛋白质DNA能转化不能转化不能转化(3)特点：DNA纯度越高，转化效率就 。(4)实验结论： 是遗传物质。3.离体细菌转化实验离体细菌转化实验(1)实验材料：R型菌、S型菌。(2)实验过程及结果：越高DNA归纳总结归纳总结1.肺炎双球菌活体细菌转化实验和离体细菌转化实验的比较和分析肺炎双球菌活体细菌转化实验和离体细菌转化实验的比较和分析项目活体细菌转化实验离体细菌转化实验培

10、养细菌小鼠(体内)培养基(体外)实验结果加热杀死的S型菌能使R型菌转化为S型菌S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌实验结论 S型菌体内有“转化因子”S型菌的DNA是遗传物质联系所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)实验目的都是研究谁是遗传物质活体细菌转化实验是基础，仅说明S型菌体内有“转化因子”，离体细菌转化实验进一步证明“转化因子”是DNA两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则2.实验拓展分析实验拓展分析(1)加热杀死加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热完毕后随温度的恢复又逐渐恢复活性。在加热完毕后随温度的恢复又逐

11、渐恢复活性。(2)R型菌转化成型菌转化成S型菌的实质是型菌的实质是S型菌型菌DNA与与R型菌型菌DNA实现重组，实现重组，表现出表现出S型菌的性状。型菌的性状。(3)转化后形成的转化后形成的S型菌的性状可以遗传下去，说明型菌的性状可以遗传下去，说明S型菌的型菌的DNA是遗是遗传物质。传物质。例例3利用两种类型的肺炎利用两种类型的肺炎双球菌进展相关转化实验。双球菌进展相关转化实验。各组肺炎双球菌先进展如右各组肺炎双球菌先进展如右图所示的处理，再培养一段图所示的处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。时间后注射到不同小鼠体内。相关说法不正确的选项是相关说法不正确的选项是答案解析A.通过e、f对照

12、，能说明“转化因子是DNA而不是蛋白质B.f组可以别离出S型和R型两种肺炎双球菌C.由该实验可证明DNA是主要的遗传物质D.b、c、f三组中的菌均可导致小鼠死亡解析从图示实验过程看出，通过解析从图示实验过程看出，通过e、f对照，能说明对照，能说明“转化因子是转化因子是DNA而不是蛋白质；而不是蛋白质；f组参加了组参加了S型菌的型菌的DNA，可以别离出，可以别离出S型和型和R型两种肺炎双球菌；型两种肺炎双球菌；图中实验不能说明图中实验不能说明DNA是主要的遗传物质；是主要的遗传物质；a组经煮沸、组经煮沸、d组和组和e组均为组均为R型菌，都不能导致小鼠死亡，而型菌，都不能导致小鼠死亡，而b、c组是

13、组是S型菌，型菌，f组的组的R型菌有一局部被转化成了型菌有一局部被转化成了S型菌，均可使小鼠死亡。型菌，均可使小鼠死亡。特别提醒特别提醒DNA是主要的遗传物质是针对整个生物界而言的。在肺炎双球菌转化实验中，由于受DNA纯度等因素影响，只有少局部R型菌转化为S型菌，但这些少量的细菌可通过大量繁殖后使小鼠死亡。例例4(2021浙江浙江4月选考月选考)肺炎双球菌转化实验的局部过程如下图。以下表肺炎双球菌转化实验的局部过程如下图。以下表达正确的选项是达正确的选项是A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的B.S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C.从病死小鼠中别

14、离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的答案解析解析解析S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，A错误；错误；S型菌的蛋白质经过加热后已经失活，但其型菌的蛋白质经过加热后已经失活，但其DNA经加热后没有失去活性，经加热后没有失去活性，B错误；错误；S型菌中的型菌中的DNA能将局部能将局部R型菌转化为型菌转化为S型菌，因此从病死小鼠中别离得型菌，因此从病死小鼠中别离得到的肺炎双球菌有到的肺炎双球菌有S型菌和型菌和R型菌，型菌，C错误；错误；该实验证明该实验证明S型菌

15、中存在某种转化因子，能将型菌中存在某种转化因子，能将R型菌转化为型菌转化为S型菌，但不型菌，但不能证明能证明R型菌转化为型菌转化为S型菌是由型菌是由S型菌的型菌的DNA引起的，引起的，D正确。正确。三、烟草花叶病毒的感染和重建实验1.烟草花叶病毒的组成成分：烟草花叶病毒的组成成分： 和和 。2.实验过程：实验过程：(1)烟草花叶病毒的蛋白质烟草花叶病毒的蛋白质 烟草烟草烟草烟草 。(2)烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNA 烟草烟草烟草烟草 。(3)烟草花叶病毒烟草花叶病毒RNARNA酶酶 烟草烟草烟草烟草 。(4)TMV A蛋白质蛋白质TMV B RNA重建病毒重建病毒 烟草烟草从烟草中能别从

16、烟草中能别离出离出 后代。后代。(5)TMV B蛋白质蛋白质TMV A RNA重建病毒重建病毒 烟草烟草从烟草中能别从烟草中能别离出离出 后代。后代。3.结论：烟草花叶病毒的遗传物质是结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。RNA蛋白质不患病患病不患病TMV BTMV ARNA归纳总结归纳总结不同生物的遗传物质不同生物的遗传物质项目细胞生物非细胞生物生物类型真核生物原核生物多数病毒少数病毒核酸种类DNA和RNADNA和RNADNARNA遗传物质DNADNADNARNA实例真菌、原生生物、所有动植物细菌、蓝细菌、放线菌等噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等结果绝大多数生物的

17、遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA结论DNA是主要的遗传物质例例5烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如下图。以下说法中不正确的选项是病病斑不同，如下图。以下说法中不正确的选项是 A.a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草，结果说明TMV的蛋白质外壳 没有侵染作用B.b过程表示用HRV的RNA单独感染烟草，结果说明具有侵染作用C.c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒接 种烟草，结果说明该“杂种病毒有侵染作用，表现病症为烟草感染 车前草病毒的病症，并能从中别离出车前

18、草病毒D.该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花 叶病毒的RNA不是遗传物质解析由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。答案解析例例6(2021温州模拟温州模拟)以下关于遗传物质的说法，错误的选项是以下关于遗传物质的说法，错误的选项是A.原核生物的遗传物质是原核生物的遗传物质是RNAB.真核生物的遗传物质是真核生物的遗传物质是DNAC.烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质是RNAD.逆转录病毒的遗传物质是逆转录病毒的遗传物质是RNA解析原核细胞的遗传物质是解析原核细胞的遗传物质是DNA，A错误；错误；真核

19、生物的遗传物质是真核生物的遗传物质是DNA，B正确；正确；烟草花叶病毒只有烟草花叶病毒只有RNA一种核酸，其遗传物质是一种核酸，其遗传物质是RNA，C正确；正确；逆转录病毒只有逆转录病毒只有RNA一种核酸，其遗传物质是一种核酸，其遗传物质是RNA，D正确。正确。答案解析特别提醒特别提醒对探索遗传物质的经典实验的对探索遗传物质的经典实验的4点总结点总结(1)核酸是一切生物的遗传物质。(2)有细胞构造的生物含有DNA和RNA两种核酸，但其细胞核遗传物质和细胞质遗传物质都是DNA。(3)病毒只含一种核酸，因此病毒的遗传物质是DNA或RNA。(4)只有针对“所有生物时，才可称“DNA是主要的遗传物质，

20、否那么，针对任何一种生物，其遗传物质均无“主要之说任何生物的遗传物质都是“唯一的核酸(要么为DNA，无DNA时为RNA)。学习小结离体细菌转化肺炎双球菌噬菌体达标检测1.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解析用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、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区分是哪一种成分发挥作

21、用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。12345答案解析2.(2021嘉兴一中期末)以下关于探索核酸是遗传物质实验的表达中，错误的选项是A.噬菌体侵染细菌的实验中，离心后细菌主要存在于沉淀中B.肺炎双球菌活体转化实验，证明了S型菌中有某种“转化因子C.肺炎双球菌离体转化实验，证明了S型菌的DNA可使小鼠患败血症D.烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质答案解析1234512345解析噬菌体侵染细菌的实验中，离心后较轻的噬菌体蛋白质外壳分解析噬菌体侵染细菌的实验中，离心后较轻的噬菌体蛋白质外壳分布在上清液中，较重的细

22、菌存在于沉淀中，布在上清液中，较重的细菌存在于沉淀中，A正确；正确；肺炎双球菌活体转化实验，证明了肺炎双球菌活体转化实验，证明了S型菌中有某种型菌中有某种“转化因子，能转化因子，能将将R型菌转化为型菌转化为S型菌，型菌，B正确；正确；肺炎双球菌离体转化实验，证明了肺炎双球菌离体转化实验，证明了S型菌的型菌的DNA可使可使R型菌转化为型菌转化为S型型菌，菌，S型菌可使小鼠患败血症死亡，型菌可使小鼠患败血症死亡，C错误；错误；烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质，是遗传物质，D正确。正确。3.科学家在证明遗传物质是DNA的实验中，将从S型活菌中提

23、取的DNA用DNA酶进展了处理，并将处理后的DNA与R型菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是A.证明R型菌生长不需要DNAB.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养的实验形成对照C.补充R型菌生长所需要的营养物质D.直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化的因素解析本实验中真正的实验组是S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养，结果发现培养基上有R型菌和S型菌共同生长；为证明DNA的作用，设置了一系列对照实验(此题实验即是其中之一)，以进一步证明实验结论。答案解析123454.以下有关生物体遗传物质的表达，正确的选项是A.豌豆的遗传物质主要是DNAB.酵母菌的遗传物质

24、主要分布在染色体上C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸解析豌豆的遗传物质只有DNA，A错误；酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素，C错误；HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸，D错误。答案解析12345答案123455.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_。解析解析噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是同位素标记法。