高一生物下学期 4.1探索遗传物质的过程课件 苏教版

第四章 遗传的分子基础第一节 探索遗传物质的过程知识与技能 1理解DNA是主要的遗传物质。 2理解肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 3理解T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的原理和 过程。 4初步掌握DNA的粗提取与鉴定的方法。过程与方法 1通过肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染 大肠杆菌的实验，学习科学设计实验的方法 。2理解对照实验的作用，掌握通过实验分组 消除实验无关变量的方法。 情感态度与价值观 通过探索遗传物质的过程的学习，形成实践 是检验真理的唯一标准的理念。不同种生物的染色体数目和形态各不相同，而在 同一种生物中，染色体的数目及形态则是不变的 ，于是有了子女像父母的遗传现象。在总数为46 条的染色体中，有44条是男女都一样的，被人们 称为常染色体。男性的性染色体为“XY”，女性 的性染色体为“XX”。人体染色体的数量，不管在身体哪个部位的 细胞里都是成对存在的，即23对(46条)染色 体，可唯独在生殖细胞卵细胞和精子里 ，却只有23条，而当精子和卵细胞结合成受 精卵时，则又恢复为46条。可见在这46条染 色体中肯定有23条是来自父亲，另外23条则 来自母亲，也就是说，一半来自父亲，一半 来自母亲。所有这些，共同控制着胎儿的特征，等到胎 儿长大成人，生成精子或卵细胞时，染色体 仍然要减半。如此循环往复，来自双亲的各 种特征才得以一代又一代地传递。 染色体与生物的遗传到底有什么关系？粗糙无荚膜无 光滑有荚膜有 败血症(2)体内转化实验 过程：a.S型细菌小鼠小鼠_ bR型细菌小鼠小鼠_ c加热杀死的S型细菌小鼠小鼠_ d加热杀死的S型细菌与R型细菌混合小鼠 小鼠_ 结论：加热杀死的S型细菌内有转化物质，使 _型细菌转化成_型细菌，且这种转化是可 以遗传的。死亡 存活 存活死亡RS(3)艾弗里的体外转化实验 过程结论：S型细菌内，_才是使R型细菌 发生转化的物质。DNA蛋白质质DNA高 低低 高(3)结论： DNA是遗传物质。 3RNA也可能是遗传物质烟草花叶病毒侵染烟叶的实验 (1)烟草花叶病毒的结构： _组成的外壳，内有核酸_。蛋白质RNA有烟草花叶病毒DNA一、肺炎双球菌的转化实验过程分析 1体内转化实验(格里菲思的实验)由于DNA的变性温度较蛋白质高，因此，加 热杀死的S型细菌因蛋白质变性而失活，但 DNA仍具有活性。2体外转化实验(艾弗里的实验) (1)实验过程及分析只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。 (2)实验结论 S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传 物质。 同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物 质。3对两个实验的分析 (1)实验实现了一个完整的科学发现过程，即发 现问题提出假说实验验证得出结论。格 里菲思的工作相当于前两步，艾弗里的工作相 当于后两步。 (2)体内转化与体外转化实验的关系：体内转化 实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实 验进一步证明转化因子是DNA。 (3)实验遵循了对照原则，如体内转化实验中的 与、与、与。(2011·淄博高一检测)下图是“肺炎双球菌的转化 实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗 传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的 是( ) A B C D 自主探究 _D_规范解答 此题主要考查对艾弗里肺炎双球 菌转化实验的理解。为了探究遗传物质的成分 ，需要先将S型细菌的各种成分进行分离，然 后分别与R型细菌混合培养，观察转化的结果 。通过对实验的对照分析，可知S型细 菌的DNA起转化作用，而蛋白质和多糖荚膜不 起转化作用，即证明DNA是遗传物质而蛋白质 和多糖荚膜等物质不是遗传物质。实验充分 说明的确是完整的DNA分子是遗传物质，而不 是DNA水解产物起遗传作用。(1)实验中培养得到了R型和S型两种细菌，它 们的数量是否大致相等？为什么？ (2)题干中的实验能否说明S型细菌的性状是由 DNA控制的？说出理由。 提示： (1)否，R型细菌数量多于S型细菌数量 ，因为发生转化的R型细菌较少 。 (2)能。只有加入S型细菌DNA的培养基中，R型 细菌才能发生转化，表现出S型细菌的性状，说 明S型细菌的DNA控制其性状。转化作用是指从一种生物体内得到的DNA 通过一定的途径转移到另一种生物体内，从 而使受体生物的遗传物质发生改变。其实质 是外源DNA和受体细胞DNA之间的重组，使 受体细胞获得了新的遗传信息。 加热到一定温度，蛋白质发生变性会导致S 型细菌死亡，但在一定温度范围内，DNA不 会变性，仍能保持生物活性。二、噬菌体侵染细菌的实验分析 1实验过程及结论2.噬菌体侵染细菌的过程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35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌 表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中 出现少量的放射性。(2011·高考江苏卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验” 的叙述，正确的是( ) A分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素 32P的培养基培养噬菌体B分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的 大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在 少量放射性可能是搅拌不充分所致 D32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 自主探究 _C_规范解答 噬菌体营寄生生活，不能用培 养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培 养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误 ；实验中保温时间不能过长，若保温时间太 长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来 ，离心后存在于上清液中，导致上清液中检 测到32P，B项错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍 吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确； 本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋 白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细 胞的对照实验，D项错误。关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去 向问题 若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记 ，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在 子代病毒的核酸中有32P标记。 若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记 ，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有 标记元素。若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞 未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记 元素。 若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒 未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外 壳中均可找到标记元素。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和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： S是蛋白质特有的元素，P是DNA的 特有元素，而C、H、O是它们共有的元素， 不能区分DNA和蛋白质。 答案： D三、生物体内核酸的种类及遗传物质的判别生物类类型所含核酸 遗传遗传 物 质质举举例细细 胞生 物真核生物DNA和 RNADNA酵母菌、 玉米、人原核生物细细菌、蓝蓝 藻 非 细细 胞生 物大多数病毒仅仅有 DNADNAT2噬菌体极少数病毒仅仅有 RNARNA艾滋病病 毒、SARS 病毒关于遗传物质的叙述，正确的是( ) A遗传物质是染色体的组成成分，但不是染 色质的组成成分 B没有DNA的生物，也就没有遗传物质 C原核生物的遗传物质是RNA D凡有细胞结构的生物，其遗传物质都是 DNA 自主探究 _D_规范解答 解答本题的具体分析如下：选项选项内容分析A项不 正确染色体与染色质是同一种物质，它们 是细胞分裂不同时期的两种形态，其 组成成分主要是蛋白质和DNAB项不 正确只要是生物，都有自己的遗传物质， 有的生物的遗传物质是DNA，有的则 是RNAC项不 正确原核生物的遗传物质是DNA，而不 是RNAD项正 确在有细胞结构的生物体内，既有 DNA，又有RNA，但只以DNA作为 遗传物质(1)大肠杆菌和酵母菌的主要遗传物质是DNA。 对吗？ (2)病毒的遗传物质是什么？ 提示： (1)不对，遗传物质是DNA。 (2)DNA或RNA。1能将小白鼠致死的肺炎双球菌的类型是( ) R型活细菌 S型活细菌 加热杀死后的S型细菌 R型活细菌加热杀死后的S型细菌 A B C D解析： 该题考查肺炎双球菌的转化实验 R型活细菌没有毒性小白鼠存活 S型活细菌有毒性小白鼠死亡 加热杀死后的S型细菌失去毒性小白鼠 存活 R型活细菌加热杀死后的S型细菌发生转 化(R型菌转化为S型菌)小白鼠死亡。 答案： B2艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进 行实验，结果如下表。从表可知( )实验实验 组组号接种 菌型加入S型菌物质质培养皿长长 菌情况 R蛋白质质R型 R荚荚膜多糖R型 RDNAR型、S型RDNA(经经DNA 酶处处理)R型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析： 第组实验说明蛋白质和荚膜多糖 与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第 组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关 。第组实验说明DNA被水解后的产物不能 使R型菌转化为S型菌，C项正确。只能 说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主 要的遗传物质，D项错误。 答案： C3.右图是某生物模式图，组成结构a的物质最 有可能是( ) A蛋白质 BRNA CDNA D脂质解析： 噬菌体是一种专门寄生在细菌体内 的病毒。它主要包括蛋白质外壳及其内的遗 传物质。结构a是噬菌体尾丝，由蛋白质构成 。 答案： A4(2011·徐州高一检测)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 D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上 清液中解析： 保温时间过长，部分大肠杆菌裂解，其 中含放射性的噬菌体释放出来，所以在上清液中 出现少量放射性。 答案： A5下列哪一类生物的遗传物质不一定是DNA( ) A病毒 B原核生物 C真菌 D细菌 解析： 病毒是一类无细胞结构的生物，只由DNA 或RNA和蛋白质构成。多数病毒含DNA，以DNA作 为遗传物质，少数病毒含RNA，以RNA作为遗传物 质。 答案： A6据图回答问题：(1)过程和表明，将S型细菌的_ 和_与R型细菌混合培养，其后代为 _型细菌。 (2)过程表明，将S型细菌的_与R型 活细菌混合培养，_型细菌转化成 _型细菌。(3)过程表明，转化成的_型细菌的 后代也是有_性的_型细菌。 (4)实验最