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1、第1节DNA是主要的遗传物质 第三章基因的本质 第一篇教材同步导学篇 一 知识准备1 蛋白质是生命活动的主要承担者 蛋白质具有多样性的直接原因是构成蛋白质的氨基酸的数目 种类和排列顺序不同以及肽链的空间结构不同 2 核酸是生物体内的一种大分子化合物 其单体是核苷酸 它是由含氮碱基 五碳糖和磷酸组成的 根据五碳糖的不同 可以将核苷酸分为脱氧核苷酸和核糖核苷酸 3 DNA和蛋白质的比较 4 肺炎双球菌 肺炎双球菌是一种可以引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物 已知的肺炎双球菌包括很多不同类型的菌株 在培养基上形成明亮的光滑菌落的菌株称为光滑型菌株 无荚膜的菌株 菌落表面无光泽 显得粗糙称为粗糙型菌
2、株 只有光滑型 S型 菌株能引起疾病 S型菌株的细胞外表面有一层胶状的多糖类物质 荚膜 它们通常不能被宿主的正常防御机制所破坏 因而导致宿主感染 粗糙型 R型 菌株的细胞没有荚膜包被 对宿主无毒性 二 课标要求1 掌握肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验的过程及结论 2 理解证明DNA是遗传物质的实验设计思路 3 知道不同生物的遗传物质 一 自主初探1 对遗传物质的早期推测 阅读P42 43 2 肺炎双球菌的转化实验 阅读P43 44 1 肺炎双球菌 3 体外转化实验 艾弗里的转化实验 设计思路 设法把DNA和蛋白质分开 它们在遗传中的作用 实验结果及现象 单独地 直接地去观察 结论 是使R
3、型细菌产生稳定遗传变化的物质 3 噬菌体侵染细菌的实验 阅读P44 45 1 实验方法 赫尔希和蔡斯利用 法 2 实验材料 及其寄主生物 噬菌体由DNA和蛋白质组成 噬菌体在自身 的作用下利用 合成自身的组成成分 进行增殖 3 实验过程 标记大肠杆菌 DNA 放射性同位素标记 噬菌体 大肠杆菌 遗传物质 大肠杆菌体内的物质 噬菌体侵染细菌时 进入细菌细胞中 而 留在外面 子代噬菌体的各种性状是通过 来遗传的 4 实验结论 才是真正的遗传物质 4 DNA是主要的遗传物质 阅读P46 1 RNA是遗传物质的实验证据 实验材料 烟草花叶病毒 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 探究一肺炎双球菌
4、的转化实验二 疑问探究1 R型菌转化为S型菌的实质是什么 提示转化的实质并不是基因发生突变 而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中 即实现了基因重组 2 格里菲思的肺炎双球菌转化实验中 R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合注射到小鼠体内后 从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌 提示不是 分离出S型活细菌和R型活细菌 且R型活细菌数量多 在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌 而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌 3 格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系 提示肺炎双球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验 其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子 但转
5、化因子是哪种物质并没有证明 艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA 三 新知破解1 肺炎双球菌体内与体外转化实验 探究二噬菌体侵染细菌实验二 疑问探究1 为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体 提示噬菌体无细胞结构营寄生生活 应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 而不能直接用培养基培养噬菌体 2 噬菌体侵染细菌时 合成自身的组成物质利用的原料 能量 模板各来自哪里 提示原料 能量来自细菌 模板来自噬菌体的DNA 3 能否用14C和18O标记噬菌体 能否用32P和35S同时标记噬菌体 提示不能 因为DNA和蛋白质都含C和O 不能用32P和35S同时标记噬菌体 三 新
6、知破解1 噬菌体侵染细菌的过程 2 实验结果中放射性物质分析 3 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中出现少量放射性的原因是 4 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 沉淀物中也有少量放射性的原因 由于搅拌不充分 有少量35S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 5 噬菌体侵染细菌实验的结论 1 直接证明 DNA是噬菌体的遗传物质 2 间接证明 DNA能自我复制 DNA能控制蛋白质的合成 DNA在前后代之间保持连续性 三 新知破解1 不同生物的遗传物质 2 对DNA是主要的遗传物质的理解就整个生物界而言 绝大多数生物的遗传物质是DNA 所以说DN
7、A是主要的遗传物质 就某种生物而言 其遗传物质是DNA或RNA 考向一肺炎双球菌转化实验 例1 艾弗里等人为了弄清转化因子的本质 进行了一系列的实验 如图是他们所做的一组实验 则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为 解析实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段 使基因无法转移进入R型细菌中 所以菌落只有一种 即R型菌落 答案B 方法规律 1 加热杀死S型细菌的过程中 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恢复又逐渐恢复其活性 2 转化的实质并不是基因发生突变 而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中 即实现了基因重组 3 体外转化实验证明了DNA是遗传物
8、质 蛋白质不是 考向二噬菌体侵染细菌实验 例2 在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 在理论上 上清液中不含放射性 下层沉淀物中具有很高的放射性 而实验的实际最终结果显示 在离心上层液体中 也具有一定的放射性 而下层的放射性强度比理论值略低 1 在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中 采用的实验方法是 2 在理论上 上清液放射性应该为0 其原因是 3 由于实验数据和理论数据之间有较大的误差 由此对实验过程进行误差分析 在实验中 从噬菌体和大肠杆菌混合培养 到用离心机分离 这一段时间如果过长 会使上清液的放射性含量升高 其原因是 在实验中 如果有一部分噬菌体没有侵
9、染到大肠杆菌细胞内 将 填 是 或 不是 误差的来源 理由是 4 噬菌体侵染细菌实验证明了 5 上述实验中 填 能 或 不能 用15N来标记噬菌体的DNA 理由是 思路点拨 解析 1 噬菌体侵染细菌实验中 采用的实验方法是同位素标记法 2 在DNA中含有P元素 蛋白质中没有 故32P只能进入噬菌体的DNA中 在侵染过程中 由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌 离心后 上清液中是噬菌体蛋白质外壳 沉淀物中是被侵染的大肠杆菌 因此上清液中没有放射性 3 从噬菌体和大肠杆菌混合培养 到用离心机分离 如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来 使上清液带有放射性 如果部分噬菌体没有侵染到大肠
10、杆菌细胞内 也会使上清液带有放射性 4 噬菌体侵染细菌实验表明 在噬菌体中 亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA 而不是蛋白质 证明了DNA是噬菌体的遗传物质 5 N元素在DNA和蛋白质中都含有 因此不能用15N来标记DNA 答案 1 同位素标记法 同位素示踪法 2 理论上讲 噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内 上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳 3 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来 经离心后分布于上清液中 是没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 4 DNA是遗传物质 5 不能在DNA和蛋白质中都含有N元素 方法规律 同位素标记问题 1 若用32P和35S
11、标记病毒而寄主细胞未被标记 相当于间接地将核酸和蛋白质分开 只在子代病毒的核酸中有32P标记 2 若用32P和35S标记寄主细胞而病毒未被标记 则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素 3 若用C H O N等标记病毒而寄主细胞未被标记 则只在子代病毒的核酸中有标记元素 4 若用C H O N等标记寄主细胞而病毒未被标记 则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素 1 S型肺炎双球菌有荚膜 有毒 R型肺炎双球菌无荚膜 无毒 2 格里菲思的体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中 含有促进R型细菌转化为S型细菌的活性物质 转化因子 3 艾弗里的体外转化实验 证明了DNA是遗传物质 同时也证明了蛋白质
12、不是遗传物质 4 T2噬菌体是寄生在大肠杆菌体内的病毒 由蛋白质和DNA组成 噬菌体侵染细菌过程中 是以噬菌体的DNA为模板 由细菌提供氨基酸 核苷酸 能量和核糖体 合成子代噬菌体 5 噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质 还能证明DNA控制蛋白质的合成 DNA能自我复制 6 具有细胞结构的生物 真核 原核生物 的遗传物质是DNA 病毒的遗传物质是DNA或RNA 7 由于绝大多数生物的遗传物质是DNA 因此说DNA是主要的遗传物质 1 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验 关于此实验的结论不正确的是 A 说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB 说明了R型活细菌在一定条件下能够转
13、化为S型细菌C 说明了R型活细菌是无毒性的D 说明了加热杀死的S型细菌是无毒的A 格里菲思实验只证明了S型细菌能使R型细菌发生转化 并没有证明DNA是遗传物质 2 格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验 证实了 DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质 荚膜多糖不是遗传物质 DNA能产生可遗传的变异A B C D A 格里菲思和艾弗里的实验能证明DNA是遗传物质 但不能证明DNA是主要的遗传物质和RNA是遗传物质 转化后的S型细菌的后代仍然是S型细菌 说明DNA能产生可遗传的变异 3 赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质 该实
14、验包括4个步骤 培养噬菌体 用35S和32P分别标记噬菌体 放射性检测 离心分离 实验步骤的先后顺序为 A B C D C 噬菌体侵染细菌实验的步骤为 首先用35S和32P分别标记噬菌体 然后利用大肠杆菌培养被标记的噬菌体 离心分离之后 检测放射性 4 对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述 正确的是 A 二者设计思路相同 都是设法将DNA和蛋白质区分开 单独地 直接地研究它们在遗传中的作用B 二者都运用了对照的原则 都巧妙地运用了同位素标记法C 二者都能证明DNA能指导蛋白质的合成D 二者都能证明DNA是主要的遗传物质A 肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法 也没有证据表明DNA能指导蛋白质的合成 故B与C错误 两个实验都能证明DNA是遗传物质 但不能证明DNA是主要的遗传物质 故D错误 5 下图甲 乙表示两种不同的植物病毒 经重建形成 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是 D 图中重建的 杂种病毒丙 的核酸来自乙病毒 而蛋白质外壳来自甲病毒 由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸 所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同 谢谢观看
