2013届全优设计高三生物一轮复习精品课件：3.1DNA是主要的遗传物质（人教必修2）.ppt

1、第3章 基因的本质第1讲 DNA是主要的遗传物质一、DNA是遗传物质的实验证据1.肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思的体内转化实验。实验材料:_型和_型肺炎双球菌、小鼠。实验原理:_型肺炎双球菌使小鼠患败血症死亡。SRS实验过程及结果。结论。加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“_”。转化因子(2)艾弗里等人的体外转化实验。实验材料:_型和_型肺炎双球菌。设计思路设法将_与其他物质分开,单独研究它们各自的功能。实验过程及结果。SRDNA结论。使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是_,而不是_、多糖及DNA的水解产物。DNA蛋白质2.噬菌体侵染细菌实验(1)噬菌体。所属生物:病

2、毒。生活方式:细胞内寄生,不能独立进行代谢。结构成分(2)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。(3)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。(4)噬菌体侵染细菌。含35S的噬菌体+细菌(无标记元素)上清液中放射性高,沉淀物中放射性低。含32P的噬菌体+细菌(无标记元素)上清液中放射性低,沉淀物中放射性高。(5)结论。DNA是遗传物质。即时训练1科学家艾弗里用肺炎双球菌(肺炎球菌)来探究遗传物质的问题。利用如下实验材料:S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等,艾弗里等人先做了以下三组

3、实验:第一组:S型细菌的蛋白质+R型活细菌R型菌落;第二组:S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌R型菌落;第三组:S型细菌的DNA+R型活细菌R型菌落+S型菌落。请回答下列问题。(1)艾弗里等人发现该实验步骤并不严密,于是又做了第四组实验,请参照上述表达格式,写出第四组实验方法和结果:。(2)上述实验可以得出的结论是:。(3)该实验最关键的设计思路是:。(4)肺炎双球菌(肺炎球菌)具有的细胞器是;控制其性状的物质是。(5)下列有关第四组实验的叙述中,不正确的是。A.此实验可以体现DNA的分解产物不是“转化因子”B.此实验可以从反面进一步证明DNA是遗传物质C.设计该实验的主要目的是证明脱氧核苷酸不

4、是遗传物质D.此实验是艾弗里“证明遗传物质是DNA的实验”中重要的工作之一答案:(1)S型细菌的DNA+DNA水解酶+R型活细菌R型菌落(2)DNA是遗传物质(3)把DNA、蛋白质和多糖分开,单独地、直接地观察DNA的作用(4)核糖体 DNA(5)C解析:证明DNA是遗传物质的实验最关键的设计思路就是把DNA和蛋白质、多糖等物质分开,单独地、直接地观察DNA的作用。第四组实验证明DNA分解后,不能再起遗传作用,从另一个角度证明DNA是遗传物质。二、RNA也是遗传物质的实验结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。三、生物的遗传物质总结1.遗传物质DNA的主要载体是_,此外_和_两种细胞器中也存在少

5、量DNA分子。2.DNA是_的遗传物质,因为自然界中_生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质为RNA。染色体线粒体叶绿体主要绝大多数即时训练2如图所示甲、乙为两种不同的植物病毒,经病毒重建形成“杂种病毒”丙,用丙病毒侵染植物细胞,在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为()。答案:D解析:病毒侵染植物细胞后,以乙病毒的核酸为模板,利用植物细胞的原料和“机器”合成乙病毒的核酸和蛋白质外壳,组装成的新一代病毒的性状与乙病毒一样。即时训练3烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶,但病斑情况不同。如图甲中a和b分别示意TMV和HRV结构及其感染烟草叶引起的症状。(1)图乙中a、

6、b、c、d的实验结果各说明什么?(2)图乙的整个过程证明什么?(3)上述实验中,最关键的实验设计思路是。这一思路的实现需要的技术手段有。答案:(1)a说明蛋白质外壳无致病性;b说明RNA有致病性;c说明重组病毒具有致病性;d说明RNA可控制合成病毒特异性蛋白质外壳。(2)RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,而蛋白质不是。(3)设法将RNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察它们的作用病毒的提取与分离技术解析:这个实验本质上是把蛋白质和RNA分开,单独地去观察病毒的这两种成分在遗传过程中的作用,从而说明哪种物质是遗传物质,哪种不是。体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里等人培养细菌 用小鼠(体内

7、)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型细菌各成分作用的相互对照实验结果 加热杀死的S型细菌能使R型活细菌转化成 S型活细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化成S型细菌考点一 肺炎双球菌转化实验1.实验比较两实验联系1.所用材料相同,都是肺炎双球菌(R型和S型)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DNA3.两实验都遵循对照原则、单一变量原则实验结论 S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质2.实验小结(1)实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用。(2)加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性

8、失活,但DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,缓慢冷却时,其双螺旋结构可恢复。(3)转化的实质是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。的蛋白质)。(2)本实验还遵循了实验设计的对照原则,增强了结果的科学性和可信度。例如,体内转化实验中,注射R型活细菌与注射S型活细菌相对照,说明S型活细菌有毒性;体外转化实验中,各组互为对照,说明只有DNA才是遗传物质。易错提示(1)体内转化与体外转化实验的关系:体内转化实验说明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(不足之处:提取的DNA纯度最高时也含有0.02%实验组号接种菌型加入S型细菌物质培养皿长菌

9、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【例1】(2011广东高考理综,2)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()。A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明S型细菌的DNA是转化因子D.说明DNA是主要的遗传物质解析:中R型菌中加入S型细菌的蛋白质,没有S型细菌生长,证明蛋白质不是转化因子。中加入S型细菌的荚膜多糖,没有S型细菌生长,证明荚膜多糖不是转化因子,也没有催化作用,因此无酶活性。中加入S型细菌的DNA,培养皿中长出了S型细菌,证明DNA是转化因子。中加入经DNA酶处理的DN

10、A,DNA酶分解DNA,无S型细菌,进一步证明DNA是转化因子。说明DNA是遗传物质,不能说明是主要的遗传物质。答案:C考点二 噬菌体侵染大肠杆菌的实验1.噬菌体侵染细菌的实验分析(1)实验材料:T2噬菌体。T2噬菌体在自身DNA的控制下,利用细菌的原料、能量合成自身的蛋白质和DNA,进行大量增殖。噬菌体侵染细菌的过程如图所示:(2)实验原理:一般来说,蛋白质含S不含P,而DNA含P不含S。因而可将噬菌体内的DNA和蛋白质分别用不同的同位素标记,来分析DNA和蛋白质在噬菌体生命活动过程中所起的作用。实验过程第1步标记细菌细菌+含35S的培养基含35S的细菌;细菌+含32P的培养基含32P的细菌

11、第2步标记噬菌体噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体;噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体第3步侵染细菌(3)实验过程及结果。结果及分析含35S的噬菌体+细菌悬浮液放射性高,沉淀物放射性很低,表明35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,而是留在外面含32P的噬菌体+细菌悬浮液放射性低,沉淀物放射性很高,表明32P标记的DNA进入到了宿主细胞内,子代噬菌体的性状是通过亲代的DNA遗传的结论DNA是噬菌体的遗传物质2.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路比较。肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同都是设法将DNA与其他物质分开,单独地研究它们各自不同的遗传功能

12、处理方式有区别直接分离;分离S型细菌的DNA、荚膜、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(2)实验结论(或目的)比较。肺炎双球菌转化实验:证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验:证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内。易错提示(1)上清液中含未侵染的T2噬菌体和侵染后的T2噬菌体外壳,沉淀物中含被感染的细菌。(2)如果培养时间过长,细菌解体后释放出的子代噬菌体也会出现在上清液中。(3)因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S,所以用35 S 标记蛋白质;DNA含有蛋白质没有的元素P,所以用32

13、P标记DNA;因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素,所以此实验不能标记C、H、O、N元素。(4)肺炎双球菌(肺炎球菌)的转化实验及噬菌体侵染细菌的实验都证明了DNA是遗传物质,但都不能证明DNA是主要的遗传物质。【例2】(2011江苏高考,12)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是()。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

14、遗传物质解析:噬菌体侵染细菌时,首先分别用含有35S和32P的培养基培养大肠杆菌,然后再让噬菌体分别去侵染带35S和32P的大肠杆菌,这样就得到了蛋白质含有35S和DNA含有32P标记的噬菌体,再让带标记的噬菌体分别侵染未带标记的大肠杆菌,进行短时间的保温培养,该实验证明了DNA是遗传物质。答案:C方法归纳(1)因放射性检测时只能检测到部位,不能确定是何种元素的放射性,故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,应将二者分别标记,即把实验分成两组。(2)因为磷几乎都存在于DNA中,而硫仅存在于蛋白质中,所以用32P标记DNA,用35S标记蛋白质;因为DNA和蛋白质中

15、都含有C、H、O、N元素,所以此实验不能标记C、H、O、N元素。生物遗传物质是DNA考点三 DNA是主要的遗传物质【例3】下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,由此可以判断()。A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D.RNA是TMV的主要遗传物质解析:从图示分析,TMV放入水和苯酚中后,RNA和蛋白质分离;通过接种的方式,TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中;此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程;此实验说明TMV的遗传物质是RNA,而不是蛋白质,没有主次之分,D错误。答案:A