【精品】DNA是主要的遗传物质半成品课件PPT课件精品课件 54页

'第一页，共54页。 返回(fǎnhuí)目录1．人类对遗传物质的探索(tànsuǒ)过程(Ⅱ)考纲要求(yāoqiú)第二页，共54页。 ——知识梳理——一、肺炎(fèiyán)双球菌的转化实验1．两种类型的肺炎(fèiyán)双球菌比较返回(fǎnhuí)目录有光滑(guānghuá)有无粗糙无第三页，共54页。 2.格里菲思体内转化实验(shíyàn)(2)结论：__________________________________________________________________________________。返回(fǎnhuí)目录不死亡(sǐwáng)死亡，分离出S型活细菌不死亡死亡，分离出S型活细菌加热杀死的S型菌中必然存在某种“转化因子”将R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌第四页，共54页。 3．艾弗里体外转化实验(shíyàn)(1)实验(shíyàn)过程及结果(2)结论：______________________________________________________________________________。(3)实验(shíyàn)中设置DNA＋DNA酶这组实验(shíyàn)目的是什么？________________________________________________。返回(fǎnhuí)目录R型菌和S型菌R型菌R型菌R型菌使R型细菌产生(chǎnshēng)稳定遗传变化的物质是DNA，而不是蛋白质、多糖及DNA的水解产物对照说明只加DNA组的结论，DNA基本构成成分不能实现转化第五页，共54页。 二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验方法：__________________法。2．实验材料(cáiliào)：T2噬菌体和大肠杆菌DNA　内部　蛋白质　活细胞寄生　细菌　不能返回(fǎnhuí)目录放射性同位素标记(biāojì)第六页，共54页。 T2噬菌体的特点(tèdiǎn)①是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒②头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA③在自身遗传物质的指导下进行繁殖(fánzhí),原料来自大肠杆菌④ 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。噬菌体大肠杆菌第七页，共54页。 1、实验设计思路(sīlù)：3、实验(shíyàn)过程：把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察(guānchá)DNA和蛋白质的作用(1)标记细菌细菌+含35S的培养基细菌+含32P的培养基含35S的细菌含32P的细菌(2)标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌噬菌体+含32P的细菌含35S的噬菌体含32P的噬菌体(3)噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌含32P的噬菌体+细菌:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低:上清液放射性很低,沉淀物放射性很高2、实验方法：放射性同位素标记法二.噬菌体侵染细菌的实验第八页，共54页。 噬菌体侵染(qīnrǎn)细菌的动态过程：侵入(qīnrù)别的细菌合成(héchéng)组装释放吸附侵入合成组装释放吸附动画首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面侵入然后，噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外，不起作用。噬菌体的DNA在细菌体内，使细胞本身的DNA解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质，这些新合成的DNA和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。最后，这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。第九页，共54页。 标记侵染(qīnrǎn)搅拌　　离心，检测第十页，共54页。 噬菌体比大肠杆菌(dàchánɡɡǎnjūn)轻4、噬菌体侵染(qīnrǎn)细菌实验的检测结果：上清液：沉淀物：噬菌体细菌(xìjūn)(外壳)(被注入的DNA)35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液“放射性很高”沉淀物“放射性很高”？沉淀物也有放射性上清液也有放射性——分离不完全(噬菌体蛋白质外壳)——释放出来的、未侵染的噬菌体/释放的/未侵染的)很高很低很低很高第十一页，共54页。 第十二页，共54页。 导思：噬菌体与细菌混合后，要进行(jìnxíng)搅拌并离心，搅拌和离心的作用分别是什么？(请翻阅教材必修2P45“噬菌体侵染细菌的实验”)返回(fǎnhuí)目录第十三页，共54页。 如果你是科学家，请设计实验证明(zhèngmíng)烟草花叶病毒的遗传物质是什么？背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。［课堂(kètáng)延伸］第十四页，共54页。 烟草(yāncǎo)花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？烟草(yāncǎo)花叶病毒的遗传物质是RNA思路(sīlù):烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质①仅RNA能使烟草产生原样病斑②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑若出现①结果则仅RNA是遗传物质；若出现②结果则仅蛋白质是遗传物质；若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物质预测结果：（现象）提出问题：作出假设：设计实验：课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？得出结论：第十五页，共54页。 实验(shíyàn)探究蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论(jiélùn)：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质第十六页，共54页。 分离(fēnlí)分离(fēnlí)重组(zhònɡzǔ)重组感染新的病毒产生哪种病毒？第十七页，共54页。 RNA病毒(bìngdú)的遗传物质是RNA四.烟草花叶病毒重建(zhònɡjiàn)实验第十八页，共54页。 细胞(xìbāo)结构生物原核(yuánhé)生物真核生物遗传物质是DNA非细胞(xìbāo)结构生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：生物总结4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA1、一切生物的遗传物质是核酸第十九页，共54页。 4、噬菌体侵染(qīnrǎn)细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳——DNA可以指导蛋白质的合成。1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理(chǔlǐ)，DNA仍具有生物活性——DNA分子结构具有相对稳定性。2、肺炎双球菌转化(zhuǎnhuà)实验中，R型细菌可以转化(zhuǎnhuà)生成S型细菌——DNA可以发生可遗传的变异。3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性——DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。能产生可遗传变异具有相对稳定的结构能自我复制,使亲子代具有一定的连续性④能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状作为遗传物质所必须具备的特点:能贮存大量的遗传信息第二十页，共54页。 ——网络构建——返回(fǎnhuí)目录第二十一页，共54页。 ——基础自测——判断正误，对的打“√”，错的打“×”。1．[2012·山东卷]噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶。(　　)×　[解析]噬菌体是以噬菌体的DNA为模板，以细菌提供的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，并在细菌提供的酶、能量和场所的条件下形成(xíngchéng)子代噬菌体。2．[2012·重庆卷]噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解。(　　)×　[解析]噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂的方式进行增殖，而是在寄主菌体内合成核酸和蛋白质外壳后，组装、释放，使细菌裂解。返回(fǎnhuí)目录第二十二页，共54页。 3．[2012·江苏卷]烟草(yāncǎo)花叶病毒感染烟草(yāncǎo)实验说明所有病毒的遗传物质是RNA。(　　)×　[解析]烟草(yāncǎo)花叶病毒感染烟草(yāncǎo)实验说明烟草(yāncǎo)花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，比如噬菌体的遗传物质是DNA。返回(fǎnhuí)目录第二十三页，共54页。 4．在噬菌体侵染细菌的实验中，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(bǎowēn)培养。(　　)×　[解析]噬菌体侵染细菌实验中，用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，需要进行适当时间的保温(bǎowēn)，时间过长可导致菌体裂解死亡、子代噬菌体释放，使上清液中因含有大量子代噬菌体出现高放射性而造成实验结果有误差。返回(fǎnhuí)目录第二十四页，共54页。 5．20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质是因为蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且(bìngqiě)能够自我复制。(　　)×　[解析]与蛋白质相比DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制。返回(fǎnhuí)目录第二十五页，共54页。 ►　考点一　肺炎双球菌转化实验(shíyàn)的分析1．肺炎双球菌转化实验(shíyàn)返回(fǎnhuí)目录体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌→S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌→S型细菌第二十六页，共54页。 返回(fǎnhuí)目录实验结论S型细菌体内有“转化因子”DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质两实验联系①所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型)；②体内转化实验是基础，仅说明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；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则第二十七页，共54页。 2.S型菌和R型菌转化的实质(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质结构被破坏。DNA在加热过程中，双螺旋解开、氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可以得到恢复。(2)S型细菌遗留下的DNA片段中，包含有控制荚膜形成(xíngchéng)的基因，这些片段从S型细菌中释放出来，被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌中，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。返回(fǎnhuí)目录第二十八页，共54页。 (3)转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。(4)一般情况下，转化的效率很低，只有(zhǐyǒu)少部分R型细菌被转化为S型细菌，但是S型细菌的繁殖速度很快。返回(fǎnhuí)目录第二十九页，共54页。 例1　[2011·广东卷]艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果(jiēguǒ)如下表。从表可知(　　)返回(fǎnhuí)目录实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(经DNA酶处理)R型第三十页，共54页。 A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子(yīnzǐ)B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子(yīnzǐ)D．①～④说明返回(fǎnhuí)目录第三十一页，共54页。 [答案]C[解析]①、②组：R＋S型菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。③组：R＋S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以(kěyǐ)使R型菌转化为S型菌；④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，故C正确。返回(fǎnhuí)目录第三十二页，共54页。 [点评]S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌只有R型细菌，从另一个角度(jiǎodù)进一步证明DNA是遗传物质，同时也证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，但这不是该实验的实验目的。返回(fǎnhuí)目录第三十三页，共54页。 变式题　[2013·皖南八校联考]已知R型细菌无毒性，S型细胞有毒性，两次注射间隔的时间适宜(shìyí)，分析表格中信息，下列有关实验推理错误的是(　　)返回(fǎnhuí)目录注射次数组别第一次注射第二次注射注射物生理状态注射物生理状态甲组小鼠活的R型菌存活活的S型菌存活乙组小鼠死的S型菌存在活的S型菌存活第三十四页，共54页。 A．R型细菌(xìjūn)可以作为S型细菌(xìjūn)的疫苗B．死的S型细菌(xìjūn)虽然不具有致病性，但仍保留有抗原性C．甲组小鼠第二次注射后，小鼠体内能分离出R型菌和S型菌D．乙组小鼠第一次注射后，小鼠体内存在着针对S型菌的抗体和记忆细胞返回(fǎnhuí)目录第三十五页，共54页。 [答案]C[解析]S型菌是有毒性的，注射后一般会导致小鼠死亡，由甲组的两次注射结果可知，注射R菌后再注射S菌，小鼠存活，说明小鼠已有了抗性，R型菌无毒，可以作为S型细菌的疫苗，A项推理正确；由乙组实验可知，死的S型细菌虽然不具有致病性，但仍保留有抗原性，注射后会使小鼠产生相应的抗体，B项推理正确；由于免疫作用，免疫系统会将外来(wàilái)异物清除，C项推理错误；乙组小鼠第一次注射后，小鼠体内存在着针对S型菌的抗体和记忆细胞，导致第二次注射活的S型菌，小鼠仍能存活，D项推理正确。返回(fǎnhuí)目录第三十六页，共54页。 ►　考点二　噬菌体侵染(qīnrǎn)细菌实验的分析1．实验结果中放射性分布的分析(1)用32P标记的噬菌体侵染(qīnrǎn)大肠杆菌，上清液中含有放射性的原因。①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。②从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间保温时间过长，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中，也会使上清液的放射性升高。返回(fǎnhuí)目录第三十七页，共54页。 (2)用35S标记的噬菌体侵染(qīnrǎn)大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。返回(fǎnhuí)目录第三十八页，共54页。 2．与肺炎双球菌的体外转化实验(shíyàn)的比较返回(fǎnhuí)目录肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验不同点方法不同直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记：分别用32P和35S标记DNA和蛋白质结论不同证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质相同点①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用②都遵循了对照原则③都能证明DNA是遗传物质，但都不能证明第三十九页，共54页。 例2　[2012·淮北模拟]生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是(　　)A．理论上，b中不应具有放射性B．b中含放射性的高低(gāodī)，与②过程中搅拌是否充分有关C．若b中含有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质返回(fǎnhuí)目录图6171第四十页，共54页。 [答案]C[解析]用35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌的细胞外。搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离(fēnlí)，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。因此，搅拌越充分，蛋白质外壳与细菌分离(fēnlí)得越彻底，b中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离(fēnlí)，则b中不含放射性，故A、B都正确；上述实验并没有“示踪”DNA在遗传中的作用，因此不能证明DNA是遗传物质，故D正确；b中理论上不含放射性，与①过程中培养时间的长短无关，故C错误。返回(fǎnhuí)目录第四十一页，共54页。 [点评]解答此题的关键：一是明确35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳(wàiké)，32P标记的是噬菌体的核酸(DNA)；二是明确搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳(wàiké)与细菌分离，离心是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。所以搅拌离心后噬菌体的蛋白质外壳(wàiké)存在于上清液中，而大肠杆菌细胞内增殖的子代噬菌体(连同作为模板的亲代DNA)与大肠杆菌一起存在于沉淀物中。返回(fǎnhuí)目录第四十二页，共54页。 探究：如果图中的噬菌体用15N标记，则搅拌离心后，测得放射性的部位是哪里(nǎli)？用15N标记的噬菌体含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即位于上清液和沉淀物中。返回(fǎnhuí)目录第四十三页，共54页。 变式题1　有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽(jiāqín)的一些过程，设计实验如图6172：一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是(　　)返回(fǎnhuí)目录图6172第四十四页，共54页。 返回(fǎnhuí)目录选项放射性S元素P元素A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P，少数31PC少数有全部32S少数32P，多数31PD全部有全部35S少数32P，多数31P第四十五页，共54页。 [答案]D[解析]病毒侵染(qīnrǎn)细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料中有宿主细胞2的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。返回(fǎnhuí)目录第四十六页，共54页。 变式题2　[2012·南京(nánjīnɡ)模拟]“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”能够说明遗传物质应具备的一些特点，有关分析正确的是(　　)返回(fǎnhuí)目录选项实验现象得到的结论A加热杀死的S型菌仍能使R型菌的后代转化为S型菌DNA的分子结构比较稳定B进入大肠杆菌细胞内的只有噬菌体的DNA，但是产生的子代噬菌体却具有与亲代相同的蛋白质外壳DNA在亲子代之间具有连续性第四十七页，共54页。 返回(fǎnhuí)目录C用32P标记亲代噬菌体的DNA，但产生的部分子代噬菌体也具有放射性DNA能储存遗传信息D将S型菌的DNA与R型菌一起培养，有S型菌生成DNA能指导蛋白质的合成第四十八页，共54页。 [答案]A[解析]加热后蛋白质变性(biànxìng)，细菌死亡，但是DNA仍具有转化功能，因此可证明DNA的分子结构比较稳定，故A正确；进入大肠杆菌细胞内的只有噬菌体的DNA，但是产生的子代噬菌体却具有与亲代相同的蛋白质外壳，说明DNA能指导蛋白质的合成，故B错误；用32P标记亲代噬菌体的DNA，但产生的部分子代噬菌体也具有放射性，说明DNA在亲子代之间具有连续性，故C错误；将S型菌的DNA与R型菌一起培养，有S型菌生成，说明控制荚膜形成的遗传信息储存在DNA中，故D错误。返回(fǎnhuí)目录第四十九页，共54页。 [备选理由]此题考查生物的遗传物质，鉴于此知识点较易理解，主要是学生识记的内容，所以在正文中没有提及，可用此题作为该知识点的补充训练。1．下列关于遗传物质的说法正确的是(　　)A．肺炎(fèiyán)双球菌转化实验，证明B．病毒的遗传物质是RNA和DNAC．DNA是噬菌体的主要遗传物质D．生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸返回(fǎnhuí)目录第五十页，共54页。 [答案(dáàn)]D[解析]肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明，通过烟草花叶病毒侵染烟草实验证明RNA也是遗传物质；病毒只有一种核酸，DNA或RNA，其中所含有的核酸即为该病毒的遗传物质，所以病毒的遗传物质是RNA或DNA；生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物RNA病毒的遗传物质是RNA，所以生物遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸；噬菌体由蛋白质和DNA组成，其中DNA是遗传物质。返回(fǎnhuí)目录第五十一页，共54页。 [备选理由]RNA是某些病毒的遗传物质，由于不是重点内容，所以正文中没有提及，此题作为补充。2．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离(fēnlí)出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是(　　)返回(fǎnhuí)目录实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型①a型TMV感染植物a型a型②b型TMV感染植物b型b型第五十二页，共54页。 A．实验①　B．实验②　C．实验③　D．实验④[答案]C[解析]因为(yīnwèi)烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型应该是b型。返回(fǎnhuí)目录③组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型第五十三页，共54页。 结束语谢谢大家(dàjiā)聆听！！！54第五十四页，共54页。'