高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第13課時 探索遺傳物質的過程(Ⅰ)課件 蘇教版必修2.ppt

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,,,遺傳的分子基礎,1.結合教材P59～61，總結肺炎雙球菌轉化實驗的探索過程及結論。 2.結合教材P62，總結噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程及結論。,目標導讀,,1.肺炎雙球菌轉化實驗的過程及結論。 2.T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程及誤差分析。,,重難點擊,,一 肺炎雙球菌的轉化實驗,二 噬菌體侵染細菌的實驗,當堂檢測,探索遺傳物質的過程(Ⅰ),人們發(fā)現(xiàn)生物的遺傳與染色體密切相關，染色體是由DNA和蛋白質組成的，究竟哪種成分最可能是遺傳物質呢？ 為了證明DNA和蛋白質在遺傳中的作用，格里菲思和艾弗里以肺炎雙球菌為實驗對象，分別做了體內和體外轉化實驗，請分析實驗過程，歸納實驗結論。,一 肺炎雙球菌的轉化實驗,1.肺炎雙球菌的特點,光滑,粗糙,有,無,有,無,2.格里菲思的體內轉化實驗,答案 a組中小鼠不死亡，b組中小鼠死亡，這兩組對比可以說明S型細菌具有毒性。b組和c組對比說明，加熱后殺死的S型細菌失去毒性。,(1)a組和b組對比能說明什么？b和c對比呢？,(2)四組實驗中哪一組細菌發(fā)生了轉化？該組與哪一組對比可以說明S型細菌提供了遺傳物質？ 答案 d組實驗中細菌發(fā)生了轉化，從小鼠體內分離出S型活細菌，說明R型活細菌轉化成了S型活細菌。與a組實驗對比，該組實驗加入了加熱后殺死的S型細菌，說明S型細菌提供了遺傳物質。,(3)R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合注射到小鼠體內后，從死亡小鼠中是否只分離出S型活細菌？ 答案 不是，還有R型活細菌。,已知在80～100 ℃溫度范圍內，蛋白質將失去活性，DNA的結構也會被破壞，但當溫度降低到55 ℃左右時，DNA的結構會恢復，但蛋白質卻不能恢復。,,小貼士,3.艾弗里的體外轉化實驗,(1)甲、乙、丙三組實驗對照說明：___________________ __________________________。 (2)丁組實驗的目的是什么？ 答案 DNA酶將DNA水解為脫氧核苷酸，水解后的產(chǎn)物不能使R型細菌轉化為S型細菌，說明DNA必須保持完整性才能完成其功能。同時，也從反面證明了DNA是遺傳物質。,DNA是遺傳物質，蛋,白質等其他物質不是遺傳物質,(3)分析比較格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗和艾弗里轉化實驗的關系。 答案 格里菲思的實驗證明了S型細菌體內含有某種遺傳物質，但遺傳物質是什么并沒有說明；而艾弗里體外轉化實驗證明DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質。,現(xiàn)代研究表明，轉化的實質是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,歸納提煉,格里菲思和艾弗里的實驗的比較,兩個實驗的聯(lián)系： (1)所用材料相同，都是肺炎雙球菌：R型和S型。 (2)體內轉化實驗是基礎，僅說明S型細菌體內有“轉化因子”，體外轉化實驗進一步證明“轉化因子”是DNA。 (3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則。,活學活用,1.某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉化實驗，進行了以下4個實驗： ①S型細菌的DNA＋DNA酶→加入R型細菌→注射入小鼠 ②R型細菌的DNA＋DNA酶→加入S型細菌→注射入小鼠 ③R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,④S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 、 、 、 。 (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，小鼠死亡，則小鼠體內S型、R型細菌含量變化情況最可能是下圖中的( ),問題導析 (1)①中加入了DNA酶，S型細菌的 被水解，加入R型活細菌后不能轉化出S型活細菌，小鼠存活；②中直接加入了S型活細菌，小鼠死亡；③中 (有、沒有)活細菌， (會、不會)轉化出S型活細菌；④與③相同，沒有活細菌。,DNA,沒有,不會,(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。,S型細菌,S型細菌,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，隨著R型細菌轉化成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，小鼠的免疫系統(tǒng)被破壞，R型細菌數(shù)量又開始增加。 答案 (1)存活 死亡 存活 存活 (2)B,二 噬菌體侵染細菌的實驗,為了進一步研究生物的遺傳物質，赫爾希和蔡斯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，結合材料完成下面的思考。,①結構(如圖1)：由頭部和尾部組成，頭部和尾部的外殼都是由 構成的，頭部內含有 。 ②特點：一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒，在宿主細胞外 (有、沒有)獨立代謝能力。,蛋白質,DNA,沒有,1.實驗材料 (1)T2噬菌體,③生活史(如圖2)：T2噬菌體侵染大腸桿菌后，會在_____________的作用下，利用 體內的物質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。,自身遺傳物質,大腸桿菌,裂解,(2)大腸桿菌：單細胞 核生物。,原,2.實驗方法： ，用 標記一部分噬菌體的蛋白質，用 標記另一部分噬菌體的DNA。,放射性同位素標記法,35S,32P,3.實驗過程和結果,35S,32P,35S,32P,高,很低,低,很高,4.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 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的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再讓噬菌體去侵染細菌。,(2)實驗中離心前攪拌的目的是使_____________________ _______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 。 (3)實驗中需用 標記蛋白質，用 標記DNA，而不用其他元素的原因是蛋白質的組成元素是C、H、O、N，大部分含有 ，DNA的組成元素為 ，只有標記這兩種元素才能夠分別標記蛋白質和DNA。,吸附在細菌上的噬菌體,與細菌,噬菌體顆粒,被侵染的大腸桿菌,35S,32P,S,C、H、O、N、P,(4)結合實驗結果分析,無,有,DNA,無,無,蛋白,質外殼,5.實驗結論 噬菌體的遺傳物質是 。 6.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 ①保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。,DNA,②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中，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。,(1)在噬菌體侵染細菌的實驗中32P和35S的存在部位,,小貼士,(2)該實驗不能證明蛋白質不是遺傳物質，因為蛋白質外殼留在大腸桿菌細胞外，其作用不能被證明。,(3)該實驗可同時證明：①DNA分子具有相對穩(wěn)定性； ②DNA能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性； ③DNA能控制蛋白質的生物合成，但不能證明DNA分子能產(chǎn)生可遺傳的變異。,歸納提煉,1.實驗思路 S是蛋白質的特征元素，P是DNA的特征元素，用放射性同位素35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，并用標記的噬菌體侵染大腸桿菌，直接地、單獨地去觀察它們的作用。,2.實驗過程及現(xiàn)象,3.實驗結論 DNA是噬菌體的遺傳物質。,2.1952年，赫爾希和蔡斯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)圖中錐形瓶內的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng) 的。,活學活用,(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,(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存在，這些放射性物質的來源可能是 。,問題導析 (1)噬菌體寄生在大腸桿菌體內，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。,被標記,蛋白質外殼,被噬菌體DNA侵染的大腸桿菌,蛋白質外殼,(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，但如果實驗中保溫培養(yǎng)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。,沉淀物,過短,過長,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，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。 答案 (1)大腸桿菌 (2)C (3)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)增殖后釋放出子代噬菌體,,課堂 小結,體,內,遺傳物質,DNA,體外,DNA,當堂檢測,1,2,3,4,1.1928年，格里菲思的肺炎雙球菌體內轉化實驗，成功地表明了( ) A.已加熱殺死的S型細菌中，DNA已經(jīng)失去活性而蛋白質仍具有 活性 B.DNA是遺傳物質 C.已加熱殺死的S型細菌中，含有促使R型細菌發(fā)生轉化的活性 物質 D.DNA是主要的遺傳物質,1,2,3,4,解析 格里菲思并沒有提出遺傳物質的本質。 答案 C,1,2,3,4,2.S型肺炎雙球菌具有多糖類的莢膜，R型則不具有。下列敘述錯誤的是( ) A.培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的多糖類物質，能產(chǎn)生一 些具有莢膜的細菌 B.培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA的完全水解產(chǎn)物， 不能產(chǎn)生具有莢膜的細菌,1,2,3,4,C.培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜 的細菌 D.培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的蛋白質，不能產(chǎn)生具有 莢膜的細菌,1,2,3,4,解析 S型細菌的DNA的完全水解產(chǎn)物、蛋白質、多糖等物質均不能使R型細菌轉化為S型細菌。只有DNA才是遺傳物質，能夠使R型活細菌發(fā)生轉化。 答案 A,1,2,3,4,3.肺炎雙球菌的轉化實驗證明了下列哪種物質是遺傳物質( ) A.蛋白質 B.多糖 C.DNA D.莢膜 解析 艾弗里將S型細菌的DNA、蛋白質、莢膜多糖分別與R型細菌混合，只有S型細菌的DNA使R型細菌轉化為S型細菌，因此證明了DNA是遺傳物質。,C,1,2,3,4,4.在噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，分別用放射性同位素31P、32P和32S、35S作如下標記：,1,2,3,4,此實驗得到的結果是子代噬菌體和親代噬菌體的外形及侵染大腸桿菌的特性均相同，請分析： (1)子代噬菌體的DNA分子中含有的上述同位素是 ，原因是____________________________________________ 。,32P和31P,噬菌體的DNA(含32P)進入大腸桿菌體內，利用大腸,桿菌的脫氧核苷酸(含31P)合成自身的DNA,1,2,3,4,(2)子代噬菌體的蛋白質外殼中含有的上述同位素是 ，原因是 。 (3)此實驗結果證明了 。,35S,噬菌體的蛋白質外殼(含32S)沒有進入大腸桿菌內,DNA是遺傳物質,