人教版高中生物必修二《DNA是主要的遗传物质》基因的本质课件

1、第1节DNA是主要的遗传物质 任务驱动1通过对教材三大实验过程、方法、时代背景等的分析，认同科学结论的获得，最基本的方法是实证的方法。2通过对“肺炎链球菌的体外转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”两大实验方法的分析，体验探究生物遗传物质的实验思路，感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。预习区 自主读教材探究区 互动破疑难总结区 夯实关键点固双基 当堂达标课后巩固提升一、对遗传物质的早期推测时间项目20世纪20年代20世纪30年代对大分子的认识蛋白质是由 连接而成的生物大分子DNA是由许多 聚合而成的生物大分子脱氧核苷酸有4种，包括四种碱基观点 是生物体的遗传物质 是遗传物质的观点仍占主导地位

2、理由氨基酸多种多样的可能蕴含着遗传信息人们对DNA分子的结构没有清晰的了解氨基酸脱氧核苷酸A、T、C、G蛋白质蛋白质排列顺序二、肺炎链球菌的转化实验1肺炎链球菌种类项目S型细菌R型细菌菌落表面表面菌体有无毒性光滑粗糙荚膜荚膜有无2.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 ，将R型活细菌转化为 。不死亡死亡S型活细菌不死亡死亡S型活细菌转化因子S型活细菌3艾弗里的实验(1)实验过程艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分 ，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌。然后，他们对细胞提取物分别进行不同的处理后

3、再进行转化实验，结果表明分别用 处理后，细胞提取物仍然具有转化活性；用 处理后，细胞提取物就失去了转化活性。(2)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。糖类、蛋白质和脂质蛋白酶、RNA酶或酯酶DNA酶DNA三、噬菌体侵染细菌的实验1实验者：赫尔希和蔡斯。2实验材料(1)大肠杆菌。 (2) 。结构代谢特点：只能 在大肠杆菌体内，不能独立地进行生活。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。T2噬菌体DNA蛋白质 寄生自身遗传物质大肠杆菌3实验过程4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标记蛋白质有有无无DNA四、DNA是主

4、要的遗传物质1RNA是遗传物质的实验证据(1)实验材料：烟草花叶病毒，只由 和 组成。(2)实验过程(3)结论：烟草花叶病毒的 控制其性状，即 是遗传物质。蛋白质RNARNARNA2生物的遗传物质遗传物质生物种类结果结论DNA所有 生物及部分病毒绝大多数生物的遗传物质是 是主要的遗传物质RNA部分病毒细胞DNADNA 预习诊断1艾弗里证明用DNA酶分解后的S型活细菌的DNA不能使R型细菌发生转化( )2加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌( )3T2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肺炎链球菌的转化实验

5、、噬菌体侵染细菌的实验的综合结论是DNA是主要的遗传物质( )5病毒的遗传物质都是RNA( )提示：不能，只能证明S型菌内含有某种能够促使R型菌转化成S型菌的“转化因子”，而没有证明这种“转化因子”是DNA。2格里菲思的实验与艾弗里的实验有什么关系？提示：前者是后者的基础，后者是对前者的延伸和递进。比较体内转化实验和体外转化实验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是遗传物质或“转化因子”是DNA体内转化实验体

6、外转化实验巧妙构思将加热杀死的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观察利用酶解法去除某物质后，细胞提取物是否还具有转化效应两实验的联系(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、单一变量原则有关肺炎链球菌转化实验的3点提醒(1)在体内转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。(2)在体内转化实验中，只有少数的R型细菌转化为S型细菌，并非全部的R型细菌都发生转化。(3)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质。1肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙

7、述正确的是()AS型肺炎链球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落是光滑的BS型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型菌而无R型菌D该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的解析：S型肺炎链球菌的菌落光滑，R型肺炎链球菌的菌落粗糙，A错误；S型菌的DNA经加热后变性失活，但温度降低后其活性可恢复，S型菌的相关蛋白质经加热后失活，注射S型菌后的小鼠存活，B错误；S型菌中某种物质可促使部分R型菌转化为S型菌，因此从死亡小鼠中分离得到S型菌和R型菌，C错误；该实验证明S型菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型菌的DNA，D正

8、确。答案：D2肺炎链球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，无荚膜的无毒性。如图所示为肺炎链球菌转化实验，下列说法错误的是()A能导致小鼠死亡的有a、d两组B通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质Cd组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代Dd组产生的后代只有有毒性的肺炎链球菌解析：a组为有荚膜菌，注入小鼠体内，可使小鼠死亡；b组为煮沸杀死的有荚膜菌，注入小鼠体内，小鼠不死亡；c组为无荚膜菌，不会导致小鼠死亡；d组为无荚膜菌与煮沸杀死的有荚膜菌的DNA混合培养，在有荚膜菌DNA的作用下，无荚膜菌转化为有荚膜菌，并可遗传给后代，产生有荚膜菌，导致小鼠死

9、亡；e组为煮沸杀死的有荚膜菌的蛋白质与无荚膜菌混合培养，不会发生转化，也不会导致小鼠死亡。所以，d、e两组对照，说明促使无荚膜菌发生转化的是有荚膜菌的DNA，而不是蛋白质。但这种转化的转化率是比较低的，大部分无荚膜菌不能发生转化，所以在d组产生的后代中，大部分是无荚膜菌，少数是有荚膜菌，D项错误。答案：D3某研究人员模拟肺炎链球菌的转化实验，进行了以下4个实验：S型细菌的DNADNA酶加入R型细菌注入小鼠体内R型细菌的DNADNA酶加入S型细菌注入小鼠体内R型细菌DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注入小鼠体内S型细菌DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注入小鼠体内以上4个实验中小

10、鼠存活的情况依次是()A存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活 D存活、死亡、存活、存活解析：分析4个实验可知，中S型细菌的DNA被DNA酶水解，R型细菌无毒性，故小鼠存活；中R型细菌的DNA被水解，但S型细菌能使小鼠患病死亡；由于高温加热，导致R型细菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是S型细菌的DNA，故小鼠存活；由于高温加热，导致S型细菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是R型细菌的DNA，故小鼠存活。答案：D提示：噬菌体营寄生生活，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？提示：不能，因为DNA和蛋白质都含C和O。3搅拌和

11、离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。1T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程2.实验结果及误差分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌有关噬菌体侵染细菌实验的3点提醒(1)该实验中，只有DNA进入细菌体内，DNA复制和蛋白质合成所需要的原料、能量和场所等均由宿主细胞细菌提供。(2)该实验中，在沉淀物中放射性较高时，而在上清液中放射性并不是0；在上清液中放射性较高时，而在沉淀物中放射性也并不是0。(3)标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记

12、的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。1(2019高考江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是()A实验中可用15N代替32P标记DNAB噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA解析：蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B错误；DNA的复制为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C正确；该实验

13、证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。答案：C2某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了如下实验：用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是()A沉淀物、上清液、沉淀物和上清液B沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液C沉淀物、上清液、沉淀物D上清液、上清液、沉淀物和上清液解析：用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记了噬菌体的DNA，DNA在细菌体内复制，细菌细胞内含子代噬菌体，离心后放射性主要存在于沉淀物中。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，

14、噬菌体在细菌体内利用35S标记的氨基酸合成蛋白质外壳，离心后放射性主要存在于沉淀物中。用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，噬菌体的DNA与蛋白质外壳都有放射性，细菌细胞内的子代噬菌体有放射性，上清液中的蛋白质外壳也有放射性。答案：B3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用35S标记的噬菌体进行实验时，若沉淀物的放射性较大，可能是搅拌不充分所致B用32P标记的噬菌体进行实验时，若上清液的放射性较大，可能是保温时间过长所致C噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质和DNA完全分开D为获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养未标记的噬菌体 解

15、析：35S标记的是噬菌体蛋白质外壳，用35S标记的噬菌体进行实验时，离心后，蛋白质外壳应分布在上清液中，若沉淀物的放射性较大，可能是搅拌不充分，导致部分噬菌体外壳吸附在菌体上，从而出现在沉淀物中，A正确；32P标记的是噬菌体DNA，用32P标记的噬菌体进行实验时，离心后，32P标记的DNA应分布在沉淀物中，若上清液的放射性较大，可能是保温时间过长，细菌裂解释放子代噬菌体，B正确；噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其侵染细菌时，只有DNA进入细菌，而蛋白质外壳留在外面，即蛋白质和DNA完全分开，C正确；噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，因此为了获得含35S和32P的噬菌体，可用含35

16、S和32P的培养基培养细菌，再用被标记的细菌培养未标记的噬菌体，D错误。答案：D二看法分析噬菌体侵染细菌实验的放射性提示：分别是DNA、DNA、RNA、DNA。2蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？提示：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。1生物体内核酸的种类及遗传物质的辨别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞真核生物DNA和RNADNA酵母菌、玉米、人生物原核生物细菌、蓝细菌非细胞大多数病毒仅有DNADNAT2噬菌体生物极少数病毒仅有RNARNAHIV、SARS病毒2.对DNA是主要的遗传物质的理解(1)DNA是主要的遗传物质是对整个生物界而言的，因为绝大多数生物以DNA作为遗传物质，而少数病毒以R

17、NA作为遗传物质，所以说DNA是主要的遗传物质。(2)针对一种生物来说，遗传物质是“唯一”的，要么是DNA(细胞生物和DNA病毒)，要么是RNA(RNA病毒)，不可在遗传物质前加“主要”二字。1如图表示T2噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸的种类，其中与实际情况相符的是()AT2噬菌体B乳酸菌C酵母菌 D家兔解析：T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质为DNA，含有1种五碳糖、4种碱基和4种脱氧核苷酸，A正确；乳酸菌、酵母菌、家兔都含有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质都是DNA，含有1种五碳糖、4种碱基和4种脱氧核苷酸，B、C、D错误。答案：A2将TMV型病毒的蛋

18、白质与HRV型病毒的RNA结合在一起，组成一个组合型病毒，用这个病毒去感染烟草，则在烟草体内分离出来的子代病毒为()ATMV型蛋白质和HRV型RNABHRV型蛋白质和TMV型RNACTMV型蛋白质和TMV型RNADHRV型蛋白质和HRV型RNA解析：RNA病毒中的遗传物质是RNA，重组病毒的RNA来自HRV型病毒，则用该病毒去感染烟草，在烟草细胞内分离出来的病毒与HRV型病毒相同，即具有与HRV型病毒相同的蛋白质和RNA。答案：D3根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不

19、发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析：该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶

20、来合成RNA。答案：(1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。(1)“实验思路”的写法：只写出怎样做实验或实验的大体过程，不是写具体的实验步骤。(2)一定要理解实验设计、实验思路的基本原则，这是新高考的重点。 强化生命观念1格里菲思的小鼠体内转化实验能证明S型菌含有能让R型菌发生转化的因子。2艾弗里的体外转化实验能证明DNA是遗

21、传物质。3噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中析出重量较重的被感染的大肠杆菌。4由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。 提升思维表达1说出肺炎链球菌两个转化实验结论的不同。提示：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“转化因子”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“转化因子”是DNA。235S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，说出其中的原因。提示：因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。3证明DNA是遗传

22、物质的相关实验的实验思路是什么？提示：设法将DNA与蛋白质、多糖等物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。1下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述，正确的是()A格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质B艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术C赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是生物主要的遗传物质D烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验只证实了加热杀死的S型细菌体内存在某种“转化因子”；赫尔希和蔡斯的实验只证明了DNA是遗传物质；烟草花叶病毒侵染烟草的实验只证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。答案：B2用DNA

23、酶处理从S型细菌中提取的DNA，使之分解，就不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述中，不正确的是()A该实验证明DNA是遗传物质B该实验是格里菲思实验的主要环节C该实验证实DNA分解产物不是遗传物质D该实验证实DNA分解产物不是转化因子解析：该实验是艾弗里实验的主要环节，可证明DNA是遗传物质；DNA分解产物不能使R型细菌发生转化，这说明DNA分解产物不是遗传物质，不是转化因子。答案：B3噬菌体侵染细菌后形成子代噬菌体，则子代噬菌体的蛋白质外壳的原料来自()A子代噬菌体外壳B细菌的化学成分C亲代噬菌体外壳 D噬菌体的化学成分解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料、能量、酶等均由细菌提供。答案：B4赫尔希和蔡斯在探索遗传物质的本质时，哪项采用了与艾弗里不同的实验手段()A物质的提取 B细菌的培养C同位素标记 D细菌的转化解析：艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的分离和鉴定技术等；赫尔希和蔡斯采用的主要技术手段有细菌和噬菌体的培养技术、同位素标记技术以及物质的提取和分离技术等，