高中生物 3.1 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版必修2

第3章基因的本质 第1节DNA是主要的遗传物质 1.阅读教材，了解人类对遗传物质的早期猜测。2.结合教材图文，分析肺炎双球菌的转化实验。3.结合教材图36，分析噬菌体侵染细菌的实验，归纳实验结论。4.归纳DNA是生物主要的遗传物质。学习导航重难点击1.肺炎双球菌的转化实验。2.噬菌体侵染细菌的实验。 课堂导入从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，吕氏春秋中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。 内容索引 一、肺炎双球菌的转化实验二、噬菌体侵染细菌的实验三、生物的遗传物质当堂检测 一、肺炎双球菌的转化实验 知识梳理 答案 1.对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。2.肺炎双球菌类型 种类项目S型细菌R型细菌菌落表面_表面_菌体有无毒性_ _蛋白质DNA光滑粗糙有无蛋白质 3.体内转化实验格里菲思的实验(1)实验过程及现象 答案 不死亡死亡S型活细菌不死亡死亡S型活细菌(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种 ，将R型活细菌转化为S型活细菌。转化因子 4.体外转化实验艾弗里的转化实验(1)实验结果及现象 答案(2)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。R型菌S型菌DNA 答案 1.已知在80100 温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？答案是DNA。2.在艾弗里的转化实验中，最后用S型菌的DNA和DNA酶混合作用后，再和R型菌混合培养，该实验的目的是什么？答案从反面证实DNA是遗传物质，也证实DNA的分解产物不是转化因子。合作探究 答案 3.将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，两种细菌含量变化如图所示。(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？答案R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭。(2)S型活细菌是怎样产生的？答案加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。(3)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？答案有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。 活学活用1.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知() 解析答案 实验组号接种菌型加入S型细菌的物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型R DNA R型、S型R DNA(经DNA酶处理) R型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 解析第组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。第组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关。第组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。答案C 判断正误(1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质()(2)艾弗里实验中S型菌DNAR型菌培养基上生存的细菌都是S型菌()(3)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质() 返回答案 一题多变 二、噬菌体侵染细菌的实验 知识梳理 答案 1.实验者： 。2.实验方法： 法。3.实验材料：T2噬菌体(图示如下)及其宿主生物 。大肠杆菌赫尔希和蔡斯放射性同位素标记 答案 4.实验过程(1)标记大肠杆菌(2)标记T2噬菌体35S32P 32P35S的大肠杆菌35S32P的大肠杆菌 答案 (3)噬菌体侵染大肠杆菌项目含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌搅拌、离心后上清液放射性_放射性_沉淀物放射性_放射性_细菌裂解后放出的T2噬菌体检测不到 标记的蛋白质检测到 标记的DNA高低低高35S 32P 答案 5.实验分析(1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 留在外面。(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。6.实验结论： 才是真正的遗传物质。DNA DNA蛋白质外壳亲代的DNA 合作探究 答案 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？答案因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。2.能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？答案不能，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。3.实验中搅拌的目的是什么？答案目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 答案 4.实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？答案离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 答案 5.误差分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。 答案 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案搅拌不充分，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。 2.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“ T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是() 活学活用 A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P 标记的无机盐B.若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律D.若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质解析答案 解析由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。答案B 一题多变判断正误(1)本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的()(2)本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA()(3)实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性()(4)在新形成的噬菌体中没有检测到 35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质()返回答案 三、生物的遗传物质 1.RNA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)实验过程知识梳理 答案 蛋白质RNA不感染病毒RNA感染病毒(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。2.绝大多数生物的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传物质是 。因此， 是主要的遗传物质。RNA蛋白质DNA RNADNA 合作探究1.人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？答案分别是DNA、DNA、RNA、DNA。 答案 答案 2.下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？DNA是所有生物的遗传物质核酸是一切生物的遗传物质酵母菌的遗传物质主要是DNA病毒的遗传物质是DNA或RNA艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA答案。3.蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？答案磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 3.如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体()A.寄生于细胞内，通过RNA遗传B.寄生于细胞间，通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D.寄生于细胞间，通过RNA遗传活学活用 解析答案解析从图示可看出，用RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑；而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑；所以该病原体是通过RNA遗传的。 A 一题多变判断正误(1)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验可证明DNA是主要的遗传物质()(2)DNA是主要遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA()(3)生物的遗传物质是DNA或RNA() 答案 返回 课堂小结 答案 DNADNARNA DNA 当堂检测 1.1928年，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功地表明了()A.已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性B.DNA是遗传物质C.已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质D.DNA是主要的遗传物质解析格里菲思并没有提出转化因子的本质。C 解析答案 2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A.3和4 B.1、3和4C.2、3和4 D.1、2、3和4 解析答案解析2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。 D 3.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为()A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳解析用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一种成分发挥作用，同时用 32P、35S标记蛋白质和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也无法判断是哪一种成分发挥作用。 D 解析答案 4.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A.豌豆的遗传物质主要是DNAB.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸解析A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。B 解析答案 5.为验证“遗传物质是DNA，而不是蛋白质”，一位同学设计了如下实验步骤：第一步：从S型细菌中提取DNA；第二步：用提取的DNA培养R型细菌。预测结果：R型细菌转化为S型细菌。实验结论：遗传物质是DNA，而不是蛋白质。有关专家认为，上述实验步骤的设计欠严谨，不能达到实验目的，请回答：(1)上述实验步骤设计的不严谨之处是：_。_。 _。(2)为达到该实验目的，你对上述实验步骤的补充是：_。结果预测：R型细菌并没有转化为S型细菌。_。结果预测：R型细菌没有转化为S型细菌。_。结果预测：发现有荚膜的性状代代相传。 返回解析答案 解析验证性实验是先有结论，然后设计实验验证结论。实验前已知实验原理，对实验现象有一定的认识，实验设计应体现出严密性和科学性，并遵循一定的原则。该实验的自变量是从S型细菌分离出的DNA、蛋白质分别直接作用于R型细菌，因变量为是否产生有荚膜的S型细菌，故应设计相互对照；为排除R型细菌自身转化成S型细菌，应设计空白对照；为增加实验的说服力，应对转化成的S型细菌继续进行培养，观察其后代的性状，说明DNA是遗传物质。 解析答案 返回 答案(1)该实验没有证明蛋白质不是遗传物质没有设置对照(即没有排除R型细菌自身转化成S型细菌)没有证明DNA引起的转化是可遗传的(2)从S型细菌中提取蛋白质，用提取的蛋白质培养R型细菌单独培养R型细菌，观察其变化让转化成的S型细菌继续繁殖，观察子代性状