新人教版必修2DNA是主要的遗传物质课件(共57张)

1、第1节DNA是主要的遗传物质目标素养1.分析肺炎链球菌转化实验的过程和结论,认同科学结论的获得离不开推理和实验证据,提升科学思维能力2.分析噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论,体验科学探究的思路和方法,形成遗传物质的结构与功能相统一的观点3.分析比较本节实验的实验方法和实验结论,理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵知识概览一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代,大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代,人们认识到组成DNA的 脱氧核苷酸有4种,每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性,但是,认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。二、肺炎链球菌的转

2、化实验1.肺炎链球菌的类型 肺炎链球菌是原核生物还是真核生物?提示:肺炎链球菌是细菌,属于原核生物。2.格里菲思的肺炎链球菌转化实验(1)实验过程及现象。(2)结论:已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。3.艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验(1)实验过程及现象。(2)结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、噬菌体侵染细菌的实验1.T2噬菌体(1)结构。(2)代谢与增殖。代谢:能寄生在大肠杆菌体内,不能独立地进行新陈代谢。增殖:在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分。2.实验过程 为什么不能直接用含35S和3

3、2P的普通培养基来培养T2噬菌体?提示:因为T2噬菌体营寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养T2噬菌体,而不能直接用普通培养基来培养T2噬菌体。 如果用15N、32P、35S同时标记噬菌体后让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体中,能够找到的放射性元素有哪些?其存在的部位分别在哪里?提示:15N、32P;DNA、DNA。四、DNA是主要的遗传物质1.RNA是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成。(2)侵染实验。 (3)结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。2.DNA是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。五、科学方法自变量控制中的“加法原理”和“减法

4、原理”1.加法原理与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如,在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中,与对照组相比,实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。2.减法原理与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如,在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质。一 肺炎链球菌的转化实验重难归纳1.格里菲思和艾弗里的肺炎链球菌转化实验的比较2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段

5、整合到了R型细菌的DNA中。(3)在转化实验中,使小鼠死亡的是S型细菌,不是S型细菌的DNA。 (1)肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验,其中格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了已经加热致死的S型细菌体内含有“转化因子”,但没有证明“转化因子”是哪种物质,而艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验则证明了“转化因子”是S型细菌体内的DNA。(2)细胞提取物+DNA酶+有R型细菌的培养基中只长R型细菌,该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质,而不是为了证明DNA的水解产物脱氧核苷酸不是遗传物质,尽管此实验可以证明该问题,但这不是该实验的实验目的。1.

6、格里菲思将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡,并从小鼠体内分离出S型活细菌,请分析回答下列问题。(1)已知在80100 温度范围内,蛋白质将失去活性,DNA的结构也会被破坏,但当温度降低到50 左右时,DNA的结构会恢复,但蛋白质的活性却不能恢复。由此推断,在格里菲思的实验中,加热致死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质?提示:是DNA。(2)研究表明,小鼠体内的两种细菌含量变化如下图所示。S型活细菌是怎样产生的?提示:加热致死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。S型细菌是有毒性的,据此推测曲线BC段上升的原因是什么?提示:有毒的S型细菌在小鼠体内增殖

7、,导致小鼠的免疫力降低,R型细菌、S型细菌数量都增加。2.R型细菌转化为S型细菌的实质是什么?提示:S型细菌的DNA整合到R型细菌的DNA中。典例剖析格里菲思用肺炎链球菌在小鼠体内进行了著名的转化实验。下列有关该实验的说法,错误的是()A.说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNAB.说明了R型细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C.说明了R型细菌不具有致病性,S型细菌具有致病性D.说明了加热致死的S型细菌不具有致病性答案:A解析:格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够证明加热致死的S型细菌体内存在促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”,不能证明DNA是遗传物质,A项错误,B项正确。将R型细菌单独注射到小鼠

8、体内,小鼠不死亡,证明R型细菌没有致病性;将S型细菌单独注射到小鼠体内,小鼠死亡,说明S型细菌有致病性,C项正确。将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡,证明加热致死的S型细菌不具有致病性,D项正确。 (1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验只能说明S型细菌体内含有某种“转化因子”,不能证明DNA是遗传物质。(2)R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA整合到R型细菌的DNA中。(3)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,只是少部分R型细菌被转化。学以致用1.肺炎链球菌有许多类型,有荚膜的S型细菌有毒性,可使小鼠患肺炎,小鼠并发败血症死亡,无荚膜的R型细菌无毒性。下图为实验

9、小组设计的肺炎链球菌转化实验,下列相关说法错误的是()A.丙组为空白对照,实验结果为小鼠不死亡B.能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁2组C.戊组实验表明,加入S型细菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型细菌D.丁组产生的有毒性的S型细菌不能将该性状遗传给后代答案:D解析:含有荚膜的S型细菌的是甲、乙、丁3组,煮沸处理能使有荚膜的S型细菌失去毒性,所以只有甲、丁2组能导致小鼠死亡。戊组加入S型细菌的蛋白质后,试管中长出的还是无毒性的R型细菌,而丁组产生的有毒性的S型细菌是由遗传物质改变引起的,可以遗传给后代。2.艾弗里及其同事为了弄明白什么是遗传物质,设计了有关实验。下列选项所列的实验处理组,培

10、养基中无光滑菌落产生的是()A.S型细菌的DNA+RNA酶+R型细菌B.S型细菌的DNA+酯酶+R型细菌C.S型细菌的DNA+R型细菌D.S型细菌的DNA+DNA酶+R型细菌答案:D解析:表面光滑的菌落是S型细菌的菌落。在A、B、C三项中,S型细菌的DNA都不会被破坏,部分R型细菌转化为S型细菌,培养基中会出现R型细菌的菌落和S型细菌的菌落。D项处理组加入了DNA酶,S型细菌的DNA被水解,不能使R型细菌发生转化,所以不会出现S型细菌的菌落。二 噬菌体侵染细菌的实验重难归纳1.实验思路仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中,用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,

11、直接地、单独地观察它们各自的作用。2.实验结果分析(1)放射性同位素的分布说明:35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,32P标记的DNA进入了宿主细胞内。(2)在细菌裂解释放出的噬菌体中,可以检测到32P标记的DNA,不能检测到35S标记的蛋白质,说明子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。3.实验结论(1)直接证明:DNA是噬菌体的遗传物质。(2)间接证明:DNA能够自我复制,使生物体前后代保持一定的连续性,维持遗传性状的稳定性;DNA能控制蛋白质的生物合成,从而控制生物体的新陈代谢和性状。(3)不能证明DNA是主要的遗传物质。4.噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物的放射性分析(

12、1)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因:保温时间过短,有一部分T2噬菌体还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,T2噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,也会使上清液出现放射性。(2)用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的T2噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中。本实验采用的是放射性同位素标记技术,为什么用32P和35S进行标记?提示:噬菌体中仅蛋白质含有硫元素,磷几乎都存在于DNA分子中,用放射性同位素32P和35S

13、分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,可以直接地、单独地观察它们各自的作用。典例剖析某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,实验过程如下图所示。下列有关分析正确的是()A.理论上,b和c中不应具有放射性B.实验中b含少量放射性与过程中培养时间过长或过短有关C.实验中c含少量放射性与过程中搅拌不充分有关D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质典例剖析某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,实验过程如下图所示。下列有关分析正确的是()A.理论上,b和c中不应具有放射性B.实验中b含少量放射性与过程中培养时间过长或过短有关C.实验中c含少量放射性与过程中搅

14、拌不充分有关D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质答案:A解析:35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是T2噬菌体的DNA,所以理论上,b和c中不应具有放射性,A项正确。35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳,T2噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在细胞外,经搅拌后与细菌分开,所以若b中含有放射性,说明过程搅拌不充分,B项错误。实验中c含少量放射性与过程中培养时间过长或过短有关,C项错误。该实验只证明了DNA是遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质,D项错误。学以致用1.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下3个实验:用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌;用32P

15、标记的噬菌体侵染未标记的细菌;用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。短时间保温后离心,理论上以上3个实验中放射性出现的位置依次是()A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液B.沉淀物、上清液、沉淀物C.上清液、上清液、沉淀物和上清液D.沉淀物、沉淀物、沉淀物答案:D解析:在该实验中,沉淀物的主要成分是细菌,上清液的主要成分为噬菌体的蛋白质外壳。都直接对细菌进行了标记,理论上,放射性出现在沉淀物中。32P只能标记噬菌体的DNA,噬菌体的DNA会进入细菌体内,理论上,放射性出现在沉淀物中。2.如果用3H、15N、32P、35S共同标记噬菌体后,让其侵染未被标记的细菌,在产生的子代噬菌体中,能够找到的放射性

16、元素为()A.在外壳中找到3H、15N和35SB.在DNA中找到3H、15N和32PC.在外壳中找到15N和35SD.在DNA中找到15N、32P和35S答案:B解析:噬菌体是由DNA和蛋白质组成的,仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中。用3H、15N、32P、35S共同标记噬菌体,其DNA中含有3H、15N、32P,蛋白质中含有3H、15N、35S。在噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入细菌内,分别利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质,所以子代噬菌体的DNA中有3H、15N和32P,蛋白质外壳中不含3H、15N和35S。三 DNA是主要的遗传物质重难归纳生

17、物的遗传物质(1)虽然细胞中同时含DNA和RNA,但所有细胞生物的遗传物质都是DNA。(2)病毒的核酸只有一种DNA或RNA,不管是哪种核酸,只要是病毒所具有的核酸均是其遗传物质。1.生物的遗传物质都是DNA吗?提示:不都是,绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA。2.若要证明只含有RNA和蛋白质的某病毒的遗传物质是RNA,其基本实验思路是什么?提示:设法将其RNA和蛋白质分离开,然后单独地、直接地观察各自的作用。3.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质是RNA,这种说法正确吗?提示:不正确,有细胞结构的生物,其遗传物质均是DNA,不是RNA。4.对于某一种生物,

18、能不能说它的遗传物质主要是DNA,如人、噬菌体、酵母菌等?如何理解DNA是主要的遗传物质?提示:不能。某种生物的遗传物质只能是DNA(如人、噬菌体、酵母菌等)或RNA(如艾滋病病毒等)。DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说的,绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数是RNA。典例剖析烟草花叶病毒(TMV)和车前草花叶病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者致病病斑不同(如下图所示)。下列说法错误的是()A.a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶,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单独感染烟叶,结果说明HRV的RNA具有感染作用C.c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV

19、的RNA组合成的“杂种病毒”感染烟叶,结果说明该“杂种病毒”有感染作用,表现病症为烟叶感染HRV的症状,并能从中分离出HRVD.该实验证明只有车前草花叶病毒的RNA是遗传物质,烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质答案:D解析:题图中a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶,烟叶没有出现病斑,说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用,A项正确。b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶,烟叶出现病斑,说明RNA具有感染作用,B项正确。c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”感染烟叶,表现病症为烟叶感染HRV的症状,说明该“杂种病毒”有感染作用,并能从中分离出HRV,C项正确。该实验并没

20、有用烟草花叶病毒的RNA感染烟叶,因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质,D项错误。学以致用1.下图表示病原体感染某种高等植物的过程,实验表明这种病原体()A.寄生于细胞内,通过RNA遗传B.可单独生存,通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传D.可单独生存,通过RNA遗传答案:A解析:由题图可知,该病原体只由蛋白质外壳和RNA组成,所以是RNA病毒,遗传物质是RNA。病毒只能寄生在活细胞中。2.下列关于遗传物质的叙述,正确的是()噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质大肠杆菌的遗传物质是RNA核酸是生物的遗传物质病毒的遗传物质是DNA和RNA杨树的遗传物质是DNAA.B.

21、 C.D.答案:B解析:噬菌体侵染细菌的实验不能证明DNA是主要的遗传物质,只能证明DNA是噬菌体的遗传物质,错误;核酸包括DNA和RNA,核酸是生物的遗传物质,正确;病毒的遗传物质是DNA或RNA,而有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,如大肠杆菌和杨树等,错误,正确。1.艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验证明了()A.基因位于染色体上B.染色体是遗传物质的主要载体C.DNA是遗传物质D.在不含DNA的生物体内,RNA就是该生物的遗传物质答案:C2.在肺炎链球菌感染小鼠的实验中,下列实验结果错误的是()A.注射R型活细菌后,小鼠不死亡B.注射S型活细菌后,小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌C.注

22、射加热致死的S型细菌后,小鼠不死亡D.注射R型活细菌及加热致死的S型细菌后,小鼠死亡,从小鼠体内只能分离出S型活细菌答案:D解析:加热致死的S型细菌的DNA使部分无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌,使小鼠死亡,从小鼠体内既能分离出S型细菌,又能分离出R型细菌。3.艾弗里等人为了弄清“转化因子”的本质,进行了一系列的实验,下图是他们所做的一组实验,则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为()A.实验一B.实验二C.实验三D.实验一和实验三答案:B解析:实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA,使R型细菌不能转化为S型细菌,所以培养皿中只有R型细菌一种菌落,而实验一和实验三中均可产生R型细菌和S型细菌两种菌落。4.“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验,主要过程如下:标记噬菌体噬菌体与细菌混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述正确的是()A.需要利用分别含有35S和32P的细菌B.中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败C.的作用是加速细菌的解体D.的结果是沉淀物中检测到放射