四川省成都经济技术开发区高考生物 第三章基因的本质课件1 必修2

1、第3章 基因的本质栏目导航复习向导课前导学要点探究走近高考复 习 向 导考纲展示高频考点考纲解读1.人类对遗传物质的探索过程()理解探索遗传物质的几个经典实验的设计思路、方法、原理及问题分析2.DNA分子结构的主要特点()识记DNA分子的元素组成、结构单位及双螺旋结构特点,概述DNA分子的稳定性、多样性和特异性3.基因的概念()理解基因的本质,说明基因与DNA、染色体的关系4.DNA分子的复制()概述DNA分子复制的场所、时间和过程,理解DNA复制的条件、特点及意义第第1节节DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质一、肺炎双球菌转化实验1.体内转化实验格里菲思(1)实验过程及结果小鼠基础梳理(2

2、)结论:加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”,将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。2.体外转化实验艾弗里(1)实验思路:将组成S型活细菌的各种物质分离提纯,并使其分别与R型活细菌混合培养,单独观察各种物质的作用。(2)实验过程及结果(3)实验结论:S型菌的DNA分子是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。二、噬菌体侵染细菌实验1.实验方法:放射性同位素标记法。(1)标记细菌细菌+含35S的培养基含35S的细菌。细菌+含32P的培养基含32P的细菌。(2)标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体。噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体。2.实验过程及结果实验过程及结果3.结论

3、:DNA是噬菌体的遗传物质。【思维激活】 为什么用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,用32P标记噬菌体的DNA?提示:通过对噬菌体中蛋白质和DNA的研究表明,仅在蛋白质中含有S,而P几乎都存在于DNA分子中。三、RNA是遗传物质的实验1.过程及结果烟草花毒烟草花毒烟草烟草 2. .结论结论:RNARNA是遗传物质。是遗传物质。四、四、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质细胞生物(真核、原核)非细胞生物(病毒)核酸DNA和RNADNARNA遗传物质DNADNARNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。知识导图肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验问题引领问题引领:肺

4、炎双球菌体内转化和体外转化实验有何异同点?要 点 探 究探究点一体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌用小鼠(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型细菌各成分所起作用的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA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是遗传物质两实验联系:(1)所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌(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 (1)加热杀死S型细菌的过程

5、中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复其活性。(2)R型细菌转化为S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组,表现出S型细菌的性状,此变异属于基因重组。【例1】 (2011年广东高考)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()实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)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是主要的遗传物质思维导引:1.分析每组加入的物质和培养皿长菌结果

6、,各组结果分别说明什么?2.组相互对照,又可以说明什么问题?解析: 、组:R型菌+S型菌的蛋白质、荚膜多糖R型菌,说明蛋白质、荚膜多糖不是转化因子。组:R型菌+S型菌的DNA既有R型菌又有S型菌,说明DNA可以使R型菌转化为S型菌;组:R型菌+用DNA酶水解的DNA 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,从反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。答案:C。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验问题引领:怎样用同位素对噬菌体进行标记?肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都遵循哪种实验设计原则?1.实验分析实验方法同位素标记法侵染过程吸附注入复制、合成组装释放实验操作分

7、别标记细菌分别标记噬菌体分别用标记噬菌体侵染未标记细菌搅拌、离心、检测放射性巧妙构思噬菌体只有DNA和蛋白质两种成分实验结论DNA是遗传物质探究点 二2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路及结论的比较艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自的遗传功能处理方式的区别直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)实验结论DNA是遗传物质蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质(2)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则肺炎双球菌转化实验中的相

8、互对照:+ + 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照:DNA是遗传物质噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位:不同的同位素标记不同的部位,子代的放射性有差异,现归纳如下:DNA蛋白质DNA和蛋白质噬菌体32P35S14C、2H、18O、15N细菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌体32P(少数)、31P(全部)32SC、H、O、N的两种同位素都有(3)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。【

9、例2】 (2011苏北一模)下列有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述,正确的是()A.实验材料都是原核生物B.都利用了放射性同位素标记法C.都能证明DNA是主要的遗传物质D.实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开思维导引:解析:病毒不是原核生物,肺炎双球菌才是原核生物,A错。肺炎双球菌的转化实验没有用到同位素,B错。都能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA(少数生物是以RNA作为遗传物质),所以说DNA是“主要”的遗传物质,C错。肺炎双球菌转化实验是通过人工化学分离的方法分离蛋白质、DNA等物质。噬菌体侵染细菌实验则是

10、利用病毒侵入宿主细胞,蛋白质外壳不进入细胞的这个特点实现DNA和蛋白质的分离,故D项正确。答案:D。【迁移应用】 (2011潍坊质检)艾弗里等人肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。有关这两个实验的叙述中,不正确的是(C)A.都选用结构简单的生物作为实验材料,繁殖快、容易观察因遗传物质改变而引起的变异B.设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开研究各自的效应C.肺炎双球菌的转化实验“R型菌+S型菌DNA会得到S型菌”,因此用S型菌+R型菌DNA也会得到R型菌D.赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记DNA和蛋白质,研究DNA是噬菌体的遗传物质解析:肺炎

11、双球菌的转化实验“R型菌+S型菌DNA会得到S型菌”,但用S型菌+R型菌DNA不会得到R型菌。R型菌和S型菌的区别是S型菌有多糖类的荚膜,S型菌+R型菌DNA混合,即使R型菌DNA进入S型菌中,也不会使S型菌控制荚膜合成的相关DNA丢失或者不表达,因此,不会得到R型菌。生物的遗传物质的判别生物的遗传物质的判别问题引领:说出原核生物、真核生物和病毒的遗传物质有何不同?生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2种 5种:A、T、C、G、U均为DNA病毒DNA病毒1种,为DNA4种脱氧核苷酸4种:A、T、C、GDNARNA病毒1种,为RNA4种核糖核苷酸4种:A、U、C、GR

12、NA探究点 三【例3】 (2011江苏无锡期末)下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是()A.豌豆的遗传物质主要是DNAB.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸思维导引:解析解析: 豌豆的遗传物质只有DNA;酵母菌是真核生物,它的遗传物质DNA主要分布在细胞核中,与蛋白质结合形成染色体,少数分布在细胞质中;T2噬菌体的遗传物质是DNA,其组成元素有C、H、O、N,不含S元素;HIV的遗传物质是RNA,水解后产生4种核糖核苷酸而不是脱氧核苷酸。答案答案:B。1.(2011年江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确

13、的是(C)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D.32P、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解析解析:本题考查噬菌体侵染细菌的实验,同时考查考生的实验分析能力。噬菌体是病毒,必须寄生在活细胞中,不能用普通的培养基培养,A错误;分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,若长时间保温,含32P标记的子代噬菌体会从裂解后的大肠杆菌中释放出来,使上清液中放射性增强。

14、B错误;本实验中,如果搅拌不充分,导致有放射性的蛋白质外壳不能从大肠杆菌上脱落,使沉淀物中也有少量的放射性存在,C正确;32P、35S标记的噬菌体侵染实验是相互对照,共同说明DNA是遗传物质,由于蛋白质未进入大肠杆菌中,所以不能证明蛋白质不是遗传物质,D错误。2.(2010年江苏高考)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(C)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遗传信息解析解析:本题借助科学发展史考查蛋白质的多样性等特点。蛋白质不具备热稳定性,也不能复制,故选C项。其他选项所述的蛋白质的特点,与遗传物质应具备的特征一致,可作为遗传物质的理由。3.(2010年海南高考)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(B)“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代