2017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

第1节DNA是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验[自读教材·夯基础]1．对遗传物质的早期推测2．肺炎双球菌的转化实验(1)肺炎双球菌：种类项目S型细菌R型细菌菌落表面_____表面_____菌体有无毒性________光滑粗糙有无(2)体内转化实验——格里菲思的实验：①实验过程及现象：②结论：加热杀死的S型细菌中含有某种，将R型活细菌转化为S型活细菌。转化因子(3)体外转化实验——艾弗里的转化实验：①实验结果及现象：②结论：是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？提示：不是，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。2．请分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。提示：肺炎双球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但转化因子是哪种物质并没有证明。艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。[跟随名师·解疑难]1．肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事培养细菌在小鼠体内体外培养基实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分的作用进行对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质体内转化实验体外转化实验巧妙构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系①所用材料相同②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸③两实验都遵循对照原则、单一变量原则2．肺炎双球菌转化实验中的相互对照相互对照时每组均既是实验组又是对照组，每个实验组除要探究的因素各不相同外，其他条件均相同，最终结论必须由几组实验结果对比得出。[特别提醒]肺炎双球菌转化的实质和影响因素①在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。②转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。③在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。[自读教材·夯基础]1．T2噬菌体的结构与代谢噬菌体侵染细菌的实验(1)2．实验过程3．实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论32P标记DNA______________是遗传物质35S标记蛋白质________有无无有DNA1．为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？提示：因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。2．能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？提示：不能，因为DNA和蛋白质都含C和O。不能用32P和35S同时标记噬菌体。3．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌内，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性。请分析原因。提示：由于搅拌不充分，有少量35S标记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。[跟随名师·解疑难]1．噬菌体侵染细菌的过程(1)噬菌体注入细菌的物质是DNA，它是病毒蛋白质合成的模板。(2)在合成蛋白质时所用的氨基酸等原料均来自于细菌，包括病毒的DNA复制时所需的原料也来自细菌。2.实验结果中放射性物质分析标记方法用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌理论分析结果上清液中放射性为零沉淀物中放射性为零分析含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内含35S标记的蛋白质不能进入大肠杆菌实际分析结果上清液有少量放射性沉淀物有少量放射性原因分析①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代噬菌体由于搅拌不充分，有少量含35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面3.噬菌体侵染细菌实验的结论(1)直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质。(2)间接证明：①DNA能自我复制；②DNA能控制蛋白质的合成；③DNA在前后代之间保持连续性。DNA是主要的遗传物质[自读教材·夯基础]1．RNA是遗传物质的实验证据(1)(2)侵染实验：(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是。RNA2．DNA是主要的遗传物质[判断](1)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验可证明DNA是主要的遗传物质。()(2)绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。()(3)生物的遗传物质是DNA或RNA。()×√√1．病毒的遗传物质是否都是RNA？细胞质中的遗传物质是什么？提示：不一定，如噬菌体的遗传物质是DNA。细胞质中的遗传物质是DNA。2．如何确定某种病毒的遗传物质是DNA还是RNA?提示：[跟随名师·解疑难]1．不同生物的遗传物质生物类型细胞生物非细胞生物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结果绝大多数生物的遗传物质是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2.对DNA是主要的遗传物质的理解就整个生物界而言，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。就某种生物而言，其遗传物质是DNA或RNA。肺炎双球菌转化实验分析[例1]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。从表中信息可知()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A．①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子D．①～④说明DNA是主要的遗传物质[思路点拨][解析]由①②③组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，再通过④组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子，A错误、C正确；从表中不能得出B项的结论；表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质，D错误。[答案]C1．格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎双球菌转化实验，关于此实验的结论不．正确的是()A．说明了R型活细菌是无毒性的B．说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型活细菌C．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAD．说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的解析：格里菲思的实验证明并推论已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的“转化因子”，并没有证明遗传物质就是DNA；艾弗里的实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA。答案：C噬菌体侵染细菌实验[例2]科学家用含有15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后，15N()A．不出现在T2噬菌体中B．仅出现在T2噬菌体的DNA中C．出现在T2噬菌体的外壳和DNA中D．仅出现在T2噬菌体的外壳中[思路点拨][解析]DNA和蛋白质中都含有N元素。噬菌体侵染被15N标记的大肠杆菌，合成自身DNA和蛋白质的原料都来源于大肠杆菌，因此子代噬菌体的DNA和蛋白质都含有15N。[答案]C规律方法解答此类问题的方法(1)(2)确定标记元素：2．某科学家做“噬菌体侵染细菌”实验时，分别用同位素标记，如表所示：噬菌体成分细菌成分核苷酸32P31P氨基酸32S35S此实验所得的结果是，子代噬菌体和亲代噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同，而子代噬菌体的DNA分子与蛋白质分子应含有的标记元素是()A．31P、32P,32SB．31P、32P,35SC．31P、32P,32S、35SD．32P,32S、35S解析：观察题中表格，发现不仅噬菌体内的物质被标记，细菌成分也被标记。噬菌体只把DNA注入细菌内，其蛋白质外壳没有进入细菌内而留在细菌外，在细菌内以DNA为模板，以细菌中的化学成分为原料，合成子代的DNA和蛋白质外壳。由此可以判断，子代噬菌体的DNA分子含有的标记元素是31P、32P，蛋白质分子含有的标记元素是35S。答案：B1．探究某生物的遗传物质是DNA还是RNA。2．同位素标记法在实验中的应用。典例剖析自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感病毒)后，我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出预防禽流感的疫苗。根据所学知识回答下列问题：(1)实验室中要获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是________________________________________________。(2)利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分，原理是：①RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；②__________________________________________；③DNA与二苯胺试剂共热显蓝色。(3)实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA，不含DNA，则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是_______________________________________________。(4)请你预测用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚存在的几种可能性：①蛋白质与RNA都有遗传效应，说明：蛋白质和RNA都是遗传物质。②________________________________________________，说明：___________________________________________。③_______________________________________________，说明：___________________________________________。④_______________________________________________，说明：___________________________________________。[解析]本题是教材经典实验的延伸，着重考查化学成分的鉴定原理、证明遗传物质的关键设计思路以及探究性实验的结果预测和结论分析。(1)病毒营寄生生活，只有在活细胞内才能生存。(2)DNA可用二苯胺试剂鉴定，蛋白质可用双缩脲试剂鉴定，分别显现不同的颜色。(3)证明某生物的遗传物质的关键思路是设法把该生物的各种成分分离开来，单独地、直接地观察每种成分的作用。(4)进行探究性实验的结果预测与结论分析时要考虑各种可能的情况。[答案](1)病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行(2)②蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色(3)设法将禽流感病毒的蛋白质和RNA分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用(4)②RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应RNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质③RNA没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应RNA不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质④RNA和蛋白质都没有遗传效应RNA和蛋白质都不是遗传物质[随堂基础巩固]1．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括()A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异B．蛋白质与生物的性状密切相关C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量的遗传信息解析：不同的生物遗传物质不同，而不同生物体内的蛋白质结构也不同，蛋白质是生物性状的直接体现者，故推测遗传物质可能是蛋白质；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；由于蛋白