高中生物 第2章 遺傳信息傳遞的結(jié)構(gòu)基礎 第5課時 dna貯存遺傳信息(ⅰ)課件 北師大版必修2

第5課時DNA貯存遺傳信息 第2章遺傳信息傳遞的結(jié)構(gòu)基礎 目標導讀1 結(jié)合教材圖文 概述肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的過程 2 分析教材圖2 23 理解噬菌體侵染細菌的實驗過程 3 結(jié)合教材圖文 了解煙草花葉病毒的重建實驗 認識到RNA也是遺傳物質(zhì) 重難點擊三組經(jīng)典實驗的原理及實驗分析 一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 三RNA也是遺傳物質(zhì) 二T2噬菌體侵染細菌的實驗 內(nèi)容索引 當堂檢測 一肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 為了證明DNA和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用 格里菲斯和艾弗里以肺炎雙球菌為實驗對象 分別做了體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗 請分析實驗過程 歸納實驗結(jié)論 1 肺炎雙球菌的特點 無 有 小而粗糙 無 2 格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 1 a組實驗結(jié)果說明S型細菌 有 無 毒性 b組實驗說明R型細菌毒性 c組實驗說明加熱殺死的S型細菌毒性 有 無 無 2 d組實驗中小鼠死亡 從死亡的小鼠體內(nèi)分離出了S型細菌 它是怎樣產(chǎn)生的 答案 答案S型細菌中的某種物質(zhì)把R型活細菌轉(zhuǎn)化為了S型活細菌 3 格里菲斯的推論 加熱殺死的S型細菌體內(nèi)含有某種 轉(zhuǎn)化因子 能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 4 格里菲斯實驗能否證明具體哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子 答案 答案格里菲斯實驗表明 S型細菌含有能讓R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的 轉(zhuǎn)化因子 但該種轉(zhuǎn)化因子是何種物質(zhì)還不明確 3 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗 1 設計思路 將提純的S型活細菌的DNA 蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分別加入到含有R型細菌的培養(yǎng)基中 單獨研究它們各自的功能 2 實驗過程及結(jié)果 甲 乙 丁三組實驗對照說明 DNA是轉(zhuǎn)化因子 蛋白質(zhì)等其 他物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 細菌出現(xiàn) 沒有S型 型細菌 出現(xiàn)了S 細菌出現(xiàn) 沒有S型 細菌出現(xiàn) 沒有S型 丙組實驗的目的是什么 答案 答案證實DNA的分解產(chǎn)物不是轉(zhuǎn)化因子 從反面證實了DNA是遺傳物質(zhì) 現(xiàn)代研究表明 轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中 即實現(xiàn)了基因的重新組合 使R型細菌表達出莢膜的性狀 變成了S型細菌 小貼士 比較格里菲斯和艾弗里的實驗 1 某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 進行了以下4個實驗 S型細菌的DNA DNA酶 加入R型細菌 注射入小鼠 R型細菌的DNA DNA酶 加入S型細菌 注射入小鼠 R型細菌 DNA酶 高溫加熱后冷卻 加入S型細菌的DNA 注射入小鼠 S型細菌 DNA酶 高溫加熱后冷卻 加入R型細菌的DNA 注射入小鼠 1 以上四個實驗小鼠的存活情況依次是 答案 存活 死亡 存活 存活 2 將加熱殺死的S型細菌與R型細菌相混合后 注射到小鼠體內(nèi) 小鼠死亡 則小鼠體內(nèi)S型 R型細菌含量變化情況最可能是下圖中的哪個選項 答案 解析 問題導析 問題導析 1 中加入了DNA酶 S型細菌的被水解 加入R型活細菌后不能轉(zhuǎn)化出S型活細菌 小鼠存活 中直接加入了S型活細菌 小鼠死亡 中 有 沒有 活細菌 會 不會 轉(zhuǎn)化出S型活細菌 與 相同 沒有活細菌 2 一開始 小鼠的免疫系統(tǒng)會殺死大多數(shù)的R型細菌 有一部分R型細菌轉(zhuǎn)化為 隨著的出現(xiàn) 小鼠的免疫系統(tǒng)逐漸被破壞 R型細菌 S型細菌數(shù)量都增加 DNA S型細菌 沒有 不會 S型細菌 返回上頁 答案 解析將加熱殺死的S型細菌與R型細菌相混合后 注射到小鼠體內(nèi) 隨著R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌 S型細菌的數(shù)量增加 R型細菌在小鼠體內(nèi)開始時大部分會被免疫系統(tǒng)消滅 隨著S型細菌增多 小鼠免疫系統(tǒng)被破壞 R型細菌數(shù)量又開始增加 返回上頁 二T2噬菌體侵染細菌的實驗 1 結(jié)構(gòu) 由頭部和尾部組成 頭部和尾部的外殼都是由構(gòu)成的 頭部內(nèi)含有 2 特點 一種專門寄生在細菌細胞內(nèi)的病毒 在宿主細胞外 有 沒有 獨立代謝能力 只能營生活 為了進一步研究生物的遺傳物質(zhì) 赫爾希和蔡思以T2噬菌體作為實驗材料 做了利用放射性同位素標記的噬菌體侵染細菌的實驗 閱讀教材P21 P22內(nèi)容 完成下面的思考 1 實驗材料 T2噬菌體 如圖1 DNA 蛋白質(zhì) 沒有 寄生 2 實驗原理 如圖2T2噬菌體侵染大腸桿菌后 會在 的作用下 利用 體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分 進行大量增殖 當噬菌體增殖到一定數(shù)量后 大腸桿菌 釋放出子代的噬菌體 大腸桿菌 遺傳物質(zhì) 裂解 3 實驗方法 用標記一部分噬菌體的蛋白質(zhì) 用標記另一部分噬菌體的DNA 32P 放射性同位素標記法 35S 自身 標記元素分析因噬菌體蛋白質(zhì)含有硫元素而DNA沒有此元素 所以用35S標記蛋白質(zhì) DNA含有磷元素而蛋白質(zhì)沒有此元素 所以用32P標記DNA 因DNA和蛋白質(zhì)都含有C H O N元素 所以此實驗不能標記C H O N元素 小貼士 4 實驗過程 35S 32P 35S 32P 高 很低 低 很高 5 實驗分析 1 實驗中能否直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體呢 答案 答案不能 噬菌體是營寄生生活的 不能直接用普通培養(yǎng)基培養(yǎng) 因此必須先用含有放射性物質(zhì)的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌 再讓噬菌體去侵染細菌 2 實驗中攪拌的目的是使分離 離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的 離心管的沉淀物中留下 吸附在細菌上的噬菌體與細菌 蛋白質(zhì)外殼 被感染的大腸桿菌 6 實驗結(jié)論 噬菌體的遺傳物質(zhì)是 3 結(jié)合實驗結(jié)果分析 DNA 無 有 DNA 無 無 蛋白 質(zhì)外殼 實驗誤差分析 1 用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌 上清液中有少量放射性的原因 保溫時間過短 部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi) 經(jīng)離心后分布于上清液中 使上清液出現(xiàn)放射性 保溫時間過長 噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代 經(jīng)離心后分布于上清液 也會使上清液的放射性含量升高 2 用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌 沉淀物中也有少量放射性的原因 由于攪拌不充分 有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面 隨細菌離心到沉淀物中 使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性 2 1952年 赫爾希和蔡思利用同位素標記法完成了著名的噬菌體侵染細菌的實驗 1 下圖中錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng) 的 答案 大腸桿菌 2 如果讓放射性同位素主要分布在圖中離心管的上清液中 則獲得該實驗中的噬菌體的培養(yǎng)方法是 A 用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體B 用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體C 用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌 再用此細菌培養(yǎng)噬菌體D 用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌 再用此細菌培養(yǎng)噬菌體 答案 3 用被32P標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌 離心后 發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質(zhì)存在 這些放射性物質(zhì)的來源可能是 沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體 答案 解析 問題導析 問題導析 1 噬菌體寄生在大腸桿菌體內(nèi) 要標記噬菌體需要首先培養(yǎng)的大腸桿菌 2 離心后上清液中主要含有噬菌體的 下層沉淀物中主要含有 要讓放射性主要分布在圖中上清液中 則需要噬菌體的被標記 3 用被32P標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌 放射性主要分布在中 但如果實驗中保溫時間 部分噬菌體沒有侵染大腸桿菌 或者保溫時間大腸桿菌裂解 部分噬菌體被釋放出來 則上清液中也可檢測到部分放射性 蛋白質(zhì)外殼 沉淀物 作標記 被噬菌體DNA侵染的大腸桿菌 蛋白質(zhì)外殼 答案 過長 過短 返回上頁 解析 1 若要標記噬菌體 必須先標記大腸桿菌 再用噬菌體去侵染大腸桿菌 因為噬菌體只能寄生在活細胞中 不能用培養(yǎng)液直接培養(yǎng)噬菌體 2 若在上清液中放射性較高說明用35S標記了蛋白質(zhì)外殼 若在沉淀物中放射性較高 則說明用32P標記了DNA 3 用32P標記噬菌體后 沉淀物中放射性較高 若上清液中也有少量放射性物質(zhì) 可能的原因是 存在沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體 返回上頁 三RNA也是遺傳物質(zhì) 1 證明RNA是遺傳物質(zhì)的實驗1957年科學家富蘭克林 科瑞特做了煙草花葉病毒的重建實驗 過程如圖 1 煙草花葉病毒含有的核酸只有 沒有 RNA DNA 2 如果只用煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)去感染煙草 煙草 會 不會 出現(xiàn)病斑 如果用煙草花葉病毒的RNA去感染煙草 煙草 會 不會 出現(xiàn)病斑 3 利用不同種類的蛋白質(zhì)和核酸進行重建的雜種病毒去感染煙草 煙草出現(xiàn)的病斑類型總是和提供的病毒一致 4 此實驗說明 生物體中的核酸只有RNA時 是遺傳物質(zhì) 不會 會 RNA RNA 2 綜合肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 T2噬菌體侵染細菌的實驗和煙草花葉病毒的重建實驗 我們可以得出 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 只含有RNA和蛋白質(zhì)的病毒的遺傳物質(zhì)是 所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì) 3 遺傳物質(zhì)的特點 1 分子結(jié)構(gòu)具有 2 能夠 保持親子代遺傳信息的連續(xù)性 3 決定生物體的 控制生命的過程 4 能夠產(chǎn)生 DNA RNA 相對的穩(wěn)定性 自我復制 性狀 新陳代謝 可遺傳的變異 生物體內(nèi)核酸的種類及遺傳物質(zhì)的判別 3 回答下列有關遺傳物質(zhì)的問題 1 人 噬菌體 煙草花葉病毒及根瘤菌的遺傳物質(zhì)分別是 答案 DNA DNA RNA DNA 2 下列有關遺傳物質(zhì)的敘述 正確的是A DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)B 真核生物的DNA都以染色體為載體C 遺傳物質(zhì)在親代與子代之間傳遞性狀D 核酸是一切生物的遺傳物質(zhì) 答案 3 下列哪項不是蠶豆細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體A 染色體B 葉綠體C 線粒體D 核糖體 解析 問題導析 問題導析 1 生物體內(nèi)DNA和RNA都有或只有DNA時 遺傳物質(zhì)為 只有RNA時 遺傳物質(zhì)為 2 真核生物細胞核中的DNA都以染色體為載體 細胞質(zhì)中DNA的載體為和 遺傳物質(zhì)在親代與子代之間傳遞遺傳信息 遺傳信息控制生物體的性狀 3 蠶豆細胞為真核細胞 遺傳物質(zhì)的載體可以為染色體 葉綠體 線粒體 核糖體中的RNA 能 不能 作為遺傳物質(zhì) RNA DNA 線粒體 葉綠體 答案 不能 返回上頁 解析遺傳物質(zhì)在親代與子代之間傳遞遺傳信息 真核生物中DNA的主要載體是染色體 另外線粒體和葉綠體也是DNA的載體 返回上頁 課堂小結(jié) DNA DNA DNA RNA 當堂檢測 1 下列關于探索DNA是遺傳物質(zhì)實驗的相關敘述 正確的是A 格里菲斯實驗中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因突變的結(jié)果B 格里菲斯實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)C 赫爾希和蔡思實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的D 赫爾希和蔡思實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) 2 3 4 1 答案 解析 5 2 3 4 1 解析格里菲斯實驗中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因重組的結(jié)果 A錯誤 格里菲斯實驗證明了S型細菌中存在一種轉(zhuǎn)化因子 使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 B錯誤 T2噬菌體屬于病毒 營寄生生活 需先標記細菌 再標記噬菌體 C錯誤 赫爾希和蔡思的T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) D正確 5 2 在探索遺傳物質(zhì)的過程中 赫爾希和蔡思做了T2噬菌體侵染細菌的實驗 下列有關敘述正確的是A 用32P 35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)B 該實驗的步驟是標記 培養(yǎng) 攪拌 離心 檢測C 用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體D 該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案 解析 2 3 4 1 5 解析32P 35S分別標記不同組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì) A錯誤 該實驗先標記噬菌體 然后用標記的噬菌體侵染大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體 之后進行攪拌和離心 最后檢測上清液和沉淀物的放射性 B正確 T2噬菌體只能用活的細胞培養(yǎng) 不能用培養(yǎng)基培養(yǎng) C錯誤 該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì) 而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 2 3 4 1 5 3 在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中 在培養(yǎng)有R型細菌的1 2 3 4四支試管中 依次分別加入從S型活細菌中提取的DNA DNA和DNA酶 蛋白質(zhì) 多糖 經(jīng)過培養(yǎng) 檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)出現(xiàn)S型活細菌的是A 3和4B 1 3和4C 2 3和4D 1 答案 解析 2 3 4 1 5 解析3 4兩支試管內(nèi)的R型細菌因為沒有S型細菌的DNA 所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化 2號試管雖然有DNA 但被DNA酶分解 所以也不會發(fā)生轉(zhuǎn)化 1號試管內(nèi)有S型細菌的DNA 所以會使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型活細菌 2 3 4 1 5 4 下列有關生物體遺傳物質(zhì)的敘述 正確的是A 豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB 酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核糖核苷酸 2 3 4 1 答案 解析 解析A項錯誤 豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA B項正確 中酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上 細胞質(zhì)中也有 C項錯誤 T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA 不含S元素 D項錯誤 HIV的遺傳物質(zhì)是RNA 水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸 5