人类探索遗传物质的主要过程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,人类探索遗传物质的主要过程,20世纪20年代,1928年格里菲斯,英国,1944年艾弗里,美国,1952年赫尔希、蔡斯,美国,1957年富兰克林 科瑞特,美国,肺炎双球菌的体内转化实验,肺炎双球菌的体外转化实验,噬菌体侵染细菌的实验,烟草花叶病毒侵染烟草实验,证明DNA是遗传物质,证明RNA是遗传物质,早期对遗传物质的推测：,蛋白质是遗传物质,证明有“转化因子,人类对遗传物质的探索过程 ,【考纲要求】,1概述噬菌体侵染细菌的过程。,2概述肺炎双球菌的转化实验。,3简述烟草花叶病毒的感染和重建实验。,【考纲细化】,【,五年考情】,2021浙江理综，301,专题10 遗传的分子根底第一节 核酸是遗传物质的证据,能否对实验过程和结果进行分析？实验得到什么结论？体现了实验设计遵循的什么原则？,【思考】,考点一：,肺炎双球菌的转化实验,1肺炎双球菌的体内转化实验1928年英国格里菲思,加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型活细菌转化为S型活细菌的,。,（2）结论：,转化因子,对照性原那么,思考：1、在第四组中，死亡小鼠体内，有无R型细菌，假设有，多还是少？2、被杀死的S型细菌为什么没有了致病性，是什么变性了？DNA可不可以变性，有什么特点？,3、从最后组小鼠尸体上别离出了S型活菌，是S型菌“复活了么?这些S型菌的后代也是有毒性的S型菌，又说明了什么？,4、该实验中各组分别能得出什么结论？,实验结论：在第四组实验中，已经被杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质-“转化因子。且这种性状的转化是可以遗传的。,加热杀死的R型菌能否使S型菌发生转化？,转化属于那种变异？,转化的实质,于是就由R型肺炎双球菌产生出S型肺炎双球菌的后代。这个过程称为原核生物的转化，其实质是基因重组。因为R型细菌与S型细菌的DNA可以在同源区段配对，形成杂合细菌，所以通过分裂生殖形成R型和S型两种后代细菌，不像许多人认为的R型细菌直接变成S型细菌。,R型细菌的DNA放入S型细菌的培养皿中，S型细菌会不会变成R型细菌？,无荚膜的R型细菌有非常重要的“感受态因子位点，保证了S型细菌的DNA可以进入。S型细菌有荚膜，无“感受态因子位点，不能作为受体菌直接培养而发生转化。那么S型细菌有可能变成R型细菌吗？当然有！自然状态下可能通过基因突变来完成转变，不是前文所述的转化。用物理和化学方法进行人工诱变，变过来的还有可能再变回去。,本实验的设计思路是什么？能否对实验过程和结果进行分析?得到什么结论？体现了实验设计遵循的什么原则？,【思考】,（2）实验过程及结果：,R型菌,和S型菌,R型菌,（3）结论：,_才是转化因子，即_是遗传物质。,DNA,DNA,2肺炎双球菌的体外转化实验1944年美国艾弗里,（1）实验设计思路：,把,DNA和蛋白质,分开，单独研究它们各自的作用。,对照性原那么,1.关于“肺炎双球菌转化实验的表达中，正确的选项是( ),A培养R型活细菌时，加S型细菌的蛋白质，能够产生,具有荚膜的细菌,B培养R型活细菌时，参加S型菌的DNA和DNA酶会发生,转化现象,C格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实转化因子是,DNA,D艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结,论，没有得到科学家的一致公认,D,【对应训练】,艾弗里实验中提取的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,考点二：噬菌体侵染细菌的实验1952年，赫尔希和蔡斯,【思考】,本实验的设计思路是什么？采用了什么样的实验方法进行研究？能否对实验过程和结果进行分析?得到什么结论？体现了实验设计遵循的什么原则？,2、实验方法：,放射性同位素标记法,1、实验设计思路：,把,DNA和蛋白质,分开，单独研究它们各自的作用。,用,35,S,标记蛋白质、,32,P,标记DNA,用,14,C和,18,O同位素标记可行吗？,蛋白质、DNA分别选择何种元素标记？选择的理由是什么？,?,?,怎样得到含,35,S标记的蛋白质和,32,P标记的DNA？,有学生提出了两种不同的方法，你赞成哪种方法？,方法二：分别用含同位素,35,S、,32,P的培养基培养细菌，再用此细菌去,培养噬菌体,方法一：分别用含同位素,35,S、,32,P的培养基培养噬菌体,方法二,蛋白质元素组成:,C、H、O、N、,S,等,DNA元素组成：,C、H、O、N、,P,等,35,S标记的壳体蛋白,32,P标记的DNA,35,S在悬浮液中,32,P在沉淀中,噬菌体侵染细菌时，中有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入,新噬菌体中又检测到,32,P,标记,3、实验过程和结果,离心,上清液：,沉淀物：,T2噬菌体颗粒蛋白质外壳,被感染的大肠杆菌(DNA已进入),4、结论：,是遗传物质,DNA,35,S,标记,蛋白质,32,P,标记,DNA,侵染,搅拌 离心,检测,检测,结果,上清液：,沉淀物：,放射性,很高,放射性,很低,子代噬菌体,不含,35,S,检测,结果,上清液：,沉淀物：,放射性,很低,放射性,很高,子代噬菌体,含,32,P,说明噬菌体,被留在了外面,蛋白质外壳,说明噬菌体的,进入大肠杆菌体内,DNA,DNA能自我复制并能指导蛋白质的合成,少量放射性出现的原因？,2. 通过许多科学家的不懈努力。遗传物质之谜终于被揭开。以下关于肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的表达错误的选项是 ,A艾弗里的肺炎球菌转化实验证明了DNA是转化因子,B噬菌体侵染细菌实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,C噬菌体需分别用含35S和32P的肉汤培养基培养,D两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质分开研究各自的效应,C,【对应训练】,先用含同位素的培养基培养细菌，再用此细菌去培养噬菌体,【能力提升】,下面是噬菌体侵染细菌实验的局部实验步骤示意图，对此实验有关表达正确的选项是(双选),A.本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的,B.本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA,C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把大肠杆菌和噬菌体或噬菌体外壳分开,D.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,缺乏对照实验,DNA是遗传物质的直接证据,1. 肺炎双球菌转化实验,活体转化实验,离体转化实验,2.噬菌体侵染细菌的实验,把DNA与蛋白质区分开，单独地去观察DNA和蛋白质的作用。,离体转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的共同的实验设计思路是什么？,小结,S型菌中有使R型菌发生转化的“转化因子,DNA是“转化因子,DNA是遗传物质,考点三：DNA是主要的遗传物质,一、烟草花叶病毒侵染烟草实验,1过程和结果：,2结论：,是遗传物质。,感染,不感染,RNA,把RNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察RNA的作用。,设计思路：,RNA,不患病,二、不同生物遗传物质的类型,生物类型,核酸种类,遗传物质,举例,真核生物,DNA和RNA,只能是,真菌、动物、植物等,原核生物,DNA和RNA,只能是,细菌和蓝藻等,病毒,DNA,噬菌体等,RNA,烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒等,DNA,DNA,DNA,RNA,一切有细胞结构的生物，遗传物质都是,DNA,。,病毒的遗传物质是,DNA或RNA,。,对于整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说,DNA是主要的遗传物质,。,3.以下有关生物体遗传物质的表达，正确的选项是() A细菌的遗传物质主要是DNA,B病毒的遗传物质主要是RNA,C有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,DT2噬菌体的遗传物质含有硫元素,C,【对应训练】,一切有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA。,病毒的遗传物质是DNA或RNA。,【本节总结】,转化因子,DNA,和蛋白质,对照性,RNA,DNA,DNA,知识回忆总结,归 纳 总 结,1.列表比较DNA是主要的遗传物质的实验证据,肺炎双球菌转化实验,噬菌体侵染细菌实验,烟草花叶病毒侵染烟草实验,实验,原理,实验,结果,实验,结论,四个实验的共同点,从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质和多糖，分别与R型活细菌培养液混合培养,仅参加DNA，才能使R型活细菌转化为S型，且能遗传。用DNA酶处理的DNA失去转化作用,DNA是遗传物质,蛋白质等物质不是,用同位素,32,P标记DNA，,35,S标记蛋白质，来证明只有噬菌体的DNA进入细菌体内，完成遗传作用,带有同位素,32,P的DNA进入细菌内完成遗传作用,DNA是遗传物质,从烟草花叶病毒中提取RNA和蛋白质，分别感染烟草,只有RNA才能感染烟草,RNA是遗传物质,设计思路都是:设法把DNA(RNA)与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA(RNA)的作用,都遵循了对照原那么,知识拓展升华,2.,本课理念掌握科学家们,科学探究的一般过程,提出问题,得出结论,分析结果,设计实验,作出假设,1.2006年江苏卷赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：,培养噬菌体，35S和32P标记噬菌体，放射性检测，离心别离。实验步骤的先后顺序为 ,A B,C D,C,实验过程：标记培养搅拌、离心检测,【稳固练习】,【稳固练习】,2(2021高考广东卷)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 ( ),A重组DNA片段，研究其表型效应,B诱发DNA突变，研究其表型效,C设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应,D应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递,C,3.11年广东卷艾弗里和同事用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型菌的蛋白质不是转化因子,B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性,C.和说明S型菌的DNA是转化因子,D.说明DNA是主要的遗传物质。,C,【稳固练习】,4.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别参加从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4 C.2、3和4 D.1、2、3和4,D,【稳固练习】,5如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够检测到放射性元素的是 ,A可在外壳中检测到15N和35S,B可在DNA中检测到15N和32P,C可在外壳中检测到15N,D可在DNA中检测到15N、32P、35S,B,【稳固练习】,蛋白质元素组成:C、H、O、N、S等,DNA元素组成：C、H、O、N、P等,【稳固练习】,6做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关物质如下表。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。试答复：,1子代噬菌体中，只含有32P的有 个，只含有31P的有 个，同时含有32P 和31P的有 个。,2子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有 元素，由此说明 ；子代噬菌体的蛋白质分子都含 元素，这是因为 ；,3该实验能够说明 ,A噬菌体比细菌高等 BDNA是主要的遗传物质,C细菌的遗传物质是DNA DDNA能控制蛋白质的合成,子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用,35,S标记的氨基酸为原料合成的,35,S,噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入,32,S,0,98,2,D,【能力提升】,1实验1小鼠存活。以后各实验中，老鼠的情况分别为：,实验2 ； 实验 3 ； 实验 4 。,2艾弗里的实验中，设置13组实验的目的是 ，,14组实验结果说明 。,3、4组实验结果还能说明 。,3在格里菲思所做的实验中，灭活S-型菌的加热温度是6065之间。在此温度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生_；但当温度恢复至适宜温度后，DNA分子又会_，保持其遗传特性。,存活,存活,死亡,相互对照,DNA是遗传物质,DNA结构必须保持完整才能行使遗传功能,解旋,(或变性),复性,(恢复双螺旋结构),考点二：噬菌体侵染细菌实验,侵染过程：,思考：合成子代噬菌体的模板,来自于哪里？,合成子代噬菌体的蛋白质和DNA的原料是由噬菌体还是大肠杆菌提供？,生活方式：,寄生,结构,吸附 注入 合成 组装 释放,内部：,DNA,外壳：,蛋白质,肺炎双球菌,R型细菌 和 S型细菌的比较,菌落,（肉眼观察）,荚膜,（显微镜观察）,毒性,（动物实验）,R,型细菌,S,型,细菌,粗糙,光滑,有荚膜,无荚膜,无毒,有毒,个体很小，结构简单，容易观察,繁殖快,2021上海11、赫尔希(AHershey)和蔡斯(MChase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( ),A侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞,B只将其DNA注入大肠杆菌细胞中,CDNA可用15N放射性同位素标记,D蛋白质可用32P放射性同位素标记,“汉水丑生的生物同行超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2021年1月15日，汉水丑生标记。,【解析】噬菌体侵染细菌过程，只有DNA进入大肠杆菌细胞内，而蛋白质没有进入，保证了实验进行的单一变量原那么，15N不具有放射性，且噬菌体的DNA和蛋白质中都含N，如用N标记，不能到达分开研究的目的，C错；噬菌体的蛋白质几乎不含P，D错；如果噬菌体的DNA和蛋白质都进入了大肠杆菌，那么本实验是无法得到结论，B确实是实验获得成功的原因之一。,B,2021江苏2.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，以下有关表达正确的选项是 ,A. 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质,B. 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力,C. 沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数,D. 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是 RNA,B,【解析】遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物，孟德尔并未证实遗传因子的化学本质，A错；由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究，而肺炎双球转化实验中DNA和蛋白质不能完全别离开，所以噬菌体转化实验更有说服力，B正确；沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中，碱基互补配对，嘌呤数等于嘧啶数，C错；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错。,1.2021江苏关于“噬菌体侵染细菌的实验的表达，正确的选项是,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,D32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质,C,直击高考：,实验组号,接种菌型,加入S型菌物质,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,2.2021广东艾弗里和同事用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型菌的蛋白质不是转化因子,B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性,C和说明S型菌的DNA是转化因子,D说明DNA是主要的遗传物质,C,