遗传的物质基础第18课时DNA是主要的遗传物质.ppt

第六单元,遗传的物质基础,1涵盖范围,本单元包括必修2第三章基因的本质DNA的发现、结构与复制和第四章基因的表达转录、翻译过程以及中心法则和基因对生物性状的控制两大部分内容。,单元教学分析,2考情分析,(1)考查力度：本单元在高考中所占比重较大，易与其他单元的内容相联系。 (2)考查内容 两个经典实验的设计原理、材料、流程、现象及结论。 碱基互补配对原则相关的计算。 DNA复制的特点、条件、原料、结果、意义等。 转录和翻译过程的比较。,(3)考查题型： 选择题考查以上各考点。 简答题主要考查DNA的复制及中心法则，多以图解的形式出现。,3复习指导,(1)复习线索 以“DNA的发现结构复制功能”为主线，系统复习两个经典实验、DNA的结构及与RNA的比较，DNA的复制及相关计算。 以“中心法则”为纽带，比较转录、翻译、DNA复制、RNA复制、逆转录过程的区别，尤其是转录、翻译与蛋白质、性状的关系。,(2)复习方法 借助实验流程图和列表比较法突破两大经典实验。 采用图文结合法理解记忆DNA的组成、结构。 列表比较法和图文结合法理解基因的表达。,第 18 课时,DNA是主要的遗传物质,回扣基础构建网络,一、肺炎双球菌转化实验,基础导学,1格里菲思体内转化实验 材料： 型(有毒) 和R型肺炎双球菌、小鼠。 原理： 型细菌使 小鼠患败血病而死亡。 过程 结论：加热杀死 的S型细菌中，含有某种 促成R型细菌转化为S型 细菌的“”。,S,S,转化因子,判一判 格里菲思实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质 ( ) S型细菌和动物肝脏都能合成多糖 ( ) (d)组死亡的小鼠中提取到的细菌全部是S型细菌( ),2艾弗里体外转化实验 原理：对S型细菌的成分提取、分离、鉴定，并与混合培养，以观察各成分的作用。 过程,R型活,提示 绝大多数为R型细菌，少数为S型细菌。,提示 只提出“转化因子”，未证明什么是遗传物质。,提示 S型细菌的荚膜成分为多糖。,细菌,结论：才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。,DNA,拓展提升 如何辨析培养基中R型和S型细菌？ 制作装片，显微观察是否有荚膜结构。 培养形成菌落培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态、大小、颜色可以区分肉眼即可辨别。,(1)T2噬菌体的核酸为， 存在于，尾部及头 部外侧为。 (2)T2噬菌体的生活方式是 ，宿主细胞为 ，(能/不 能)在培养基上繁殖。,DNA,头部,蛋白质,寄生,大肠杆菌,不能,二、噬菌体侵染细菌的实验 1原理：T2噬菌体以自己的为模板，利用体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。 2方法：，用标记一部分噬菌体的蛋白质，用标记另一部分噬菌体的DNA。 3材料T2噬菌体,DNA,放射性同位素标记法,35S,32P,细菌,4过程,5结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是，即DNA是遗传物质。,DNA,蛋白质外壳,高,子代,噬菌体,低,未检测,到,蛋白质外壳,低,子代,噬菌体,高,检测到,比一比 与艾弗里实验比较，两者共同的实验设计思路是什么？,提示 设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独地直接地观察它们各自的作用。,练一练 有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：,一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P，表中对结果的预测最可能发生的是 ( ),解析 病毒侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细菌内，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。病毒复制自身遗传物质的模板是自身核酸(含32P)，所用的原料是宿主细胞的31P(不具放射性)，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。,答案 D,1教材42页中第一段：当时人们认为蛋白质是遗传物质的理由：蛋白质结构、功能多样性；与性状关系密切；氨基酸不同排列组合可以贮存大量遗传信息。(2010江苏卷，4改编) 2教材43页中图32和教材44页中图33，体内和体外转化实验。 3教材45页中噬菌体侵染细菌实验过程图解及相关文字信息。,回扣教材,知识网络,DNA,RNA,肺炎双球菌,转化实验,DNA,蛋白质,DNA,RNA,突破考点提炼方法,1(2011广东卷，2)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 ( ),实验技能提升肺炎双球菌转化实验,典例引领,考点54,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 1944年艾弗里和同事的实验表明，只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，DNA是转化因子，而蛋白质、荚膜多糖等物质不是转化因子，但不能说明荚膜多糖有酶活性，故A、B错误。、可组成对照实验，由实验结果与自变量的对应关系可知：S型细菌的DNA是转化因子；实验只能说明DNA是遗传物质，故D错误。 答案 C,排雷 明确转化因子(格里菲思提出)和遗传物质(艾弗里证实两者是相同物质)的关系。 两个结论：DNA是遗传物质和DNA是主要的遗传物质，证据来源不同。 对照原则：在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和与R型活细菌混合培养形成对照。在艾弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。,注意 格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是转化因子。艾弗里的实验可以证明DNA是遗传物质。 格里菲思实验第四组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S型,考点剖析,肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较,菌的DNAR型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有，但是R型多。 S型菌的DNADNA水解酶R型活细菌只有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，但不是该实验的实验目的。 加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA氢键断裂变性失活后随温度降低又恢复活性(类似于PCR扩增)。 转化导致的变异方式类似于转基因工程，故应界定为基因重组。,培养,1格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了 ( ) DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 蛋白质和多糖不是遗传物质 S型细菌的性状是由DNA决定的 在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞 A B C D,对位训练,答案 A 解析 肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质，蛋白质、多糖和RNA不是遗传物质；R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌，并成功表达了某些性状。,2 (2011江苏卷，12)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,实验技能提升噬菌体侵染细菌的实验,典例引领,考点55,解析 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。,答案 C,排雷 保温的目的保证增殖(相应酶活性)顺利进行。 提醒：保温时间既不能过长也不能过短。 搅拌的目的将蛋白质外壳与大肠杆菌(含子代噬菌体)分开。 提醒：搅拌要充分，否则会影响实验结果。 离心利用蛋白质外壳和大肠杆菌密度不同，将两者分离开。,1实验思路及方法 S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们的作用。 2侵染特点及过程 进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。 噬菌体侵染细菌要经过吸附注入合成组装释放五个过程,考点剖析,注意 T2噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体DNA作模板起指导作用外，其余的原料脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。,3结果及分析,注意 必须分两组分别标记进行实验，不能同时对噬菌体既标记35S又标记32P。 该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。,4结论：DNA是遗传物质。,提醒 噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：,该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳留在外面，其作用不能证明。 该实验可同时证明：DNA分子具有相对稳定性。DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。DNA能控制蛋白质的生物合成。但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。,拓展提升 少量放射性出现的原因 用32P标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保温时间过短，有一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；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离这一段保温时,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，也会使上清液放射性含量升高。 用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌不充分，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。 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路和设计原则对照原则是相同的，但所用技术手段(物质提纯与分离技术和同位素标记技术)、实验材料、实验结论(能否证明蛋白质不是遗传物质方面)都是不相同的。,2噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是 ( ) A该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B侵染过程的“合成”阶段，噬菌体 DNA作为模板，而原料、ATP、 酶、 场所等条件均由细菌提供 C为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的 DNA和蛋白质 D若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的 1/2n1,对位训练,答案 A 解析 噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的 DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质；噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了 DNA是遗传物质，但不可证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入到细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA连续复制n次后，含有32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n1。,3(2010海南卷，13)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是 ( ),提升分析推断能力生物的遗传物质,典例引领,考点56,A.1、3 B1、4 C2、3 D2、4,解析 以DNA为遗传物质的噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌体外，DNA注入细菌中，指导合成相应噬菌体的蛋白质。因此当甲种DNA乙种蛋白质的重组噬菌体侵染细菌时，其子代表现为甲种噬菌体的性状；当乙种DNA甲种蛋白质的重组噬菌体侵染细菌时，其子代应表现为乙的性状。 答案 B 排雷 如图，病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒既非甲也非丙而是乙，图示如下：,1烟草花叶病毒侵染烟草实验 过程及结果 结论：RNA是遗传物质。 2遗传物质的主要载体 事实：绝大多数DNA存在于染色体上，少数存在于细胞质中的叶绿体、线粒体中。 结论：DNA的主要载体是染色体。,考点剖析,烟草被感染 烟草未被感染,RNA 蛋白质,烟草花叶病毒,烟 草, ,3主要的遗传物质 事实 结论：绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,非细胞结构生物(病毒)：DNA或RNA,细胞结构,原核生物：DNA 真核生物：DNA,生物,注意 细胞质中的核酸主要是RNA，细胞质中的遗传物质是DNA。 DNA是主要的遗传物质是数量分析的结果，不是本节两个经典实验得出的结论。,3回答下列有关遗传物质的问题： 人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中遗传物质的核苷酸分别有多少种 ( ) A8、4、4、8 B4、4、4、4 C5、4、4、5 D8、4、5、4 上述四类生物中组成它们的核酸的核苷酸种类分别是( )，这些核酸中含氮碱基种类分别是( )。(答案仍从选项中选择) 下列有关遗传物质的叙述，正确的是( ) ADNA是所有生物的遗传物质 B真核生物的DNA都以染色体为载体 C遗传物质在亲代与子代之间传递性状 D核酸是一切生物的遗传物质,对位训练,B,A,C,D,下列哪项不是蚕豆细胞内遗传物质的载体( ) A染色体 B叶绿体 C线粒体 D核糖体,解析 凡是细胞生物，不论原核或真核生物，细胞中均有DNA和RNA两种核酸，但真正起遗传作用的只有DNA，在无DNA的病毒(如烟草花叶病毒、艾滋病病毒等)中，RNA才起遗传作用。在真核细胞中，由于DNA主要存在于染色体上，故染色体是遗传物质的主要载体，但因线粒体、叶绿体中也有少量DNA，所以线粒体、叶绿体也可作为遗传物质的载体。,D,1基本设计思路：设法将RNA(或DNA)与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。 2基本设计原则：对照原则。 典例 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)，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： 实验室中为了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 。 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：,方法体验 探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质,病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行,RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色； ； DNA与二苯胺试剂共热显蓝色。 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。 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： 蛋白质与RNA都有遗传效应，说明蛋白质和RNA都是遗传物质。 ， 说明：。,蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色,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,RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应,们各自的作用,RNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质,， 说明：。 ， 说明：。,RNA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,RNA和蛋白质都没有遗传效应,RNA和蛋白质都不是遗传物质,典例 某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。,易错警示 对噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素标记 关系不清,子代噬菌体的DNA应含有表中的和元素，各占个和个。 子代噬菌体中，只含32P的有个；只含31P的有个；同时含有32P、31P的有个。,31P 32P n,2,0 n2,2,子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素，由此说明；子代噬菌体蛋白质都含有元素，这是因为。,32S,噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内,35S,子代噬菌体的蛋白质外壳是以,细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的,易错分析 审题不清，思维定势认为35S标记亲代噬菌体； 对DNA半保留复制方式不熟知； 对侵染过程中蛋白质外壳留在外面、原料来源于大肠杆菌等相关知识未掌握。,解析 由于细菌细胞中核苷酸含31P，而噬菌体核酸中含32P，细菌氨基酸含35S，噬菌体蛋白质含32S，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌体所需的原料均来自寄主细胞，因此，每个噬菌体侵染细菌所形成,纠错笔记 噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系,的子代噬菌体的DNA中，只有2个含亲代噬菌体的DNA模板链，其余均为31P，而蛋白质外壳应全是由细菌提供的原料构建的，即全是35S。,注意 解题时一定要看清标记对象是噬菌体还是细菌。,纠错训练 以含(NH4)235SO4、KH231PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种以32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体中的S、P元素，下表中对结果的预测，可能发生的是 ( ),答案 D,检测落实体验成功,1.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是 ( ) A3和4 B1、3和4 C2、3和4 D1、2、3和4,题组一 肺炎双球菌转化实验,答案 D 解析 只有1试管能转化成功，既有S型细菌出现又有R型细菌，其他三支试管都只有R型细菌。,2在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项( ),答案 B 解析 随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈现S型曲线的变化。R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。,3某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，对噬菌体的DNA用32P标记，让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，最后释放出100个噬菌体，则下列说法正确的是( ) A噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质 B最后释放出的100个噬菌体中，有98个噬菌体的DNA含32P C标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养噬菌体 D标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体,题组二 噬菌体侵染细菌的实验,答案 D 解析 噬菌体侵染细菌的实验只可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。根据DNA分子半保留复制的特点可知，最后释放出的100个噬菌体中，只有2个噬菌体的DNA含32P。由于噬菌体只能营寄生生活，因此不能用普通培养基培养噬菌体，而必须用活的细菌来培养噬菌体。,4下面是