2019高中生物 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版必修2

一、对遗传物质的早期推测二、肺炎双球菌的转化实验1.实验材料——肺炎双球菌2.实验过程(1)图1中出现小鼠正常存活的是，小鼠出现死亡的是(填序号)。(2)图1中⑤⑥分离出的分别是、。(3)图2中⑦⑧加入的物质分别是、。(4)图2中⑨⑩分离出的都是。3．实验结论(1)图1实验结论：加热杀死的S型细菌中含有，使R型活细菌转化为。(2)图2实验结论：才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。①③②④S型活细菌DNA和DNA酶DNAR型活细菌转化因子S型活细菌DNAR型和S型活细菌三、噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体(1)结构：(2)生活方式：。(3)增殖特点：在的作用下，利用体内的物质合成自身的组成成分。2．实验方法法。寄生自身遗传物质大肠杆菌放射性同位素标记3．过程及现象(1)标记噬菌体：(2)噬菌体侵染大肠杆菌：4．实验分析(1)噬菌体侵染细菌时，进入到细菌的细胞中，而留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过遗传的。5．结论是噬菌体的遗传物质。DNA蛋白质外壳亲代的DNADNA四、RNA是遗传物质的实验证据1．烟草花叶病毒的组成：和。2．侵染过程蛋白质RNA3．结论：烟草花叶病毒的控制其性状，即是遗传物质。RNARNA五、生物的遗传物质一、肺炎双球菌的转化实验1．仔细观察并分析教材P43图3－2、P44图3－3肺炎双球菌的转化实验，讨论交流下列问题：(1)格里菲思的转化实验中有无设计对照实验？若有，则对照组和实验组分别是第几组？怎样设计的？提示：有对照设计。对照组是第一至三组，分别向健康小鼠体内注射R型活细菌、S型活细菌、加热杀死的S型细菌。实验组是第四组，向健康小鼠体内注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌的混合液。(2)在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？提示：没有。大多数后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌。(3)艾弗里实验第三组，设计了R型细菌与S型细菌DNA加DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是什么？提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。(4)从对照实验设计角度分析：①艾弗里实验的单一变量是什么？提示：向R型细菌培养基中加入从S型细菌提取的不同物质。②将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是什么？提示：进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质的干扰。(5)在肺炎双球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么？提示：将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开，单独地、直接地观察每种物质的作用。2．判断正误(1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。()(2)艾弗里实验中DNA＋R型活细菌培养基上生存的细菌都是S型细菌。()(3)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。()二、T2噬菌体侵染细菌的实验1．仔细观察教材P45图3－6，探讨下列有关问题：(1)实验中为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？能利用14C和15N同位素进行标记吗？试说明理由。提示：①因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P主要存在于DNA中，故用35S和32P分别标记蛋白质和DNA。②不能。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有这两种元素，无法将DNA和蛋白质区分开。×××(2)请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。(3)在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，再搅拌、离心、检测放射性。控制短时间的原因是什么？提示：短时间，防止已被T2噬菌体侵染的大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体、干扰实验结果。(4)噬菌体侵染大肠杆菌实验，除证明DNA是遗传物质外，还能得出哪些结论？提示：本实验还能间接证明DNA是遗传物质的两个特点：①DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)。②DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。2．判断正误(1)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充分，会造成上清液中有很高的放射性。()(2)噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。()(3)用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。()×××三、生物的遗传物质(连线)1．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验思路：(2)实验结论：都证明DNA是遗传物质。(3)两个实验体现出DNA作为遗传物质的特点：①具有稳定性。②在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性。③能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。④具有贮存大量的遗传信息的能力。[特别提醒](1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。(2)这两个实验的关键之处都是设法将各成分分开，单独观察各自的作用。(3)在艾弗里的实验中，导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌，而不是其DNA。2．不同生物的核酸种类及其遗传物质[特别提醒](1)细胞内既有DNA，又有RNA，但只有DNA是遗传物质。(2)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。[例1](全国高考改编)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验A．①②B．②③C．③④D．①④[解析]①孟德尔通过豌豆杂交实验，发现了“基因的分离定律和自由组合定律”；②摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了“基因在染色体上”；③肺炎双球菌的体外转化实验，证明了DNA是遗传物质；④T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，运用放射性同位素标记法，证明了DNA是遗传物质。[答案]C[例2]如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的结构成分中，下列说法正确的是()A．可在外壳中找到3H、15N、35SB．可在DNA中找到32P、15N、3HC．可在外壳中找到15N、35SD．可在DNA中找到15N、32P、35S[解析]3H、15N均可同时标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而32P只标记噬菌体的DNA，35S只标记噬菌体的蛋白质外壳。在其侵染细菌过程中，只有DNA分子进入细菌细胞内，蛋白质外壳没有进入。进入细菌细胞内的噬菌体DNA利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成自身的DNA和蛋白质外壳，所以产生的子代噬菌体中，只有DNA分子上有3H、15N、32P，蛋白质外壳上没有35S。[答案]B同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析(1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。(2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：————————[课堂归纳]————————[网络构建]填充：①肺炎双球菌转化②噬菌体侵染细菌③RNA[关键语句]1．S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。2．在肺炎双球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。4．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。6．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。1．一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是()A．最初认为氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B．格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验得出DNA是遗传物质的结论C．噬菌体侵染细菌的实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA能分开研究D．艾弗里提出了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质知识点一、人类对遗传物质的探索解析：格里菲思肺炎双球菌的转化实验证明S型细菌中存在一种“转化因子”，证明该“转化因子”是DNA的科学家是艾弗里，他提取S型细菌的蛋白质、多糖、DNA等与R型细菌混合，证明了只有加入DNA时，才可以实现R型细菌的转化。答案：B2．艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是()A．S型细菌的蛋白质＋R型细菌B．S型细菌的多糖＋R型细菌C．S型细菌的DNA＋R型细菌D．S型细菌的多糖＋S型细菌的蛋白质＋R型细菌解析：表面光滑的是S型菌落，表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白质和多糖不是遗传物质，菌落中只有R型菌落，C项中加入了S型细菌的DNA，所以可以使R型细菌进行转化，出现S型菌落。知识点二、肺炎双球菌的转化实验答案：C3．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请据图回答问题：(1)过程①和②表明，将S型细菌的________和________与R型活细菌混合培养，其后代为________型细菌。(2)过程③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④表明，转化成的________型细菌的后代也是有________性的________型细菌。(4)实验最关键的设计思路是__________________________________________________。(5)通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质等不是遗传物质吗？__________________________________________________。解析：①②③分别表示用S型细菌的多糖、蛋白质、DNA与R型细菌混合培养，从图解中可以发现只有用S型细菌的DNA与R型细菌混合培养才会出现S型细菌，同时把转化成的S型细菌单独培养时，其后代都是S型细菌。本实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用。通过上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。答案：(1)多糖蛋白质R(2)DNA部分RS(3)S毒S(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用(5)不能。上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质4．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括以下5个步骤，其先后顺序为()①标记大肠杆菌②分别标记噬菌体③放射性检测④离心分离⑤侵染未标记的大肠杆菌A．①②⑤④③B．④⑤②①③C．⑤②①④③D．⑤②①③④解析：在T2噬菌体侵染细菌的实验中，由于噬菌体专营活细胞内寄生生活，所以只能先利用放射性同位素标记大肠杆菌，再利用已标记的大肠杆菌培养噬菌体，标记噬菌体，然后再利用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌经短时间培养、搅拌、离心后再检测放射性。知识点三、噬菌体侵染细菌的实验答案：A5．(重庆高考)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是()A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解解析：噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒，在噬菌体侵染细菌的过程中，是以细菌氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质；合成子代噬菌体的核酸是以噬菌体DNA为模板而不是以细菌DNA为模板；当噬菌体在宿主菌内增殖到一定程度后，会使宿主菌裂解死亡，而不是噬菌体外壳蛋白抑制了宿主菌的蛋白质的合成而使其死亡；噬菌体是病毒，不以二分裂方式增殖