2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) DNA是主要的遺傳物質(zhì)教案 人教版.doc
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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) DNA是主要的遺傳物質(zhì)教案 人教版 【課前復(fù)習(xí)】 在學(xué)習(xí)新課程前必須重新回顧有關(guān)遺傳、變異的概念;有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用;染色體的主要成分;DNA在細(xì)胞中的存在部位等知識(shí),這樣既有利于掌握新知識(shí),又便于將新知識(shí)納入知識(shí)系統(tǒng)中。 溫故——會(huì)做了,學(xué)習(xí)新課才能有保障 1.從地層里挖出的千年古蓮種子,種在池塘里仍能開花結(jié)籽,但其花色與現(xiàn)代蓮花稍有不同,這個(gè)現(xiàn)象說明了生物具有 A.應(yīng)激性 B.變異性 C.遺傳性 D.遺傳性和變異特性 解析:“稍有不同”說明它們相同的特征多,不同的特征少。相同,體現(xiàn)了生物的遺傳性;不同,則體現(xiàn)了生物的變異性。 答案:D 2.染色體的主要成分是________________________________。 答案:DNA和蛋白質(zhì) 3.在有絲分裂過程中,DNA在___________加倍,而染色體是在_________________加倍,這樣在形成的兩個(gè)子細(xì)胞中,DNA和染色體數(shù)目都_________________,從而保證了細(xì)胞的前后代_________________的穩(wěn)定性。 答案:間期 后期 保持不變 遺傳物質(zhì) 4.圖6—1—1表示馬蛔蟲(體細(xì)胞含有2對(duì)同源染色體)的細(xì)胞分裂等生理過程,據(jù)圖回答: 圖6—1—1 注:末期染色體、DNA的數(shù)目是指在一個(gè)細(xì)胞核中的數(shù)目。 (1)圖中實(shí)線代表_____________數(shù)目的變化曲線;圖中虛線代表_____________數(shù)目的變化。 (2)A ~ C所代表的生理過程名稱是:A.____________B.____________C.___________ 解析:細(xì)胞分裂數(shù)目變化曲線有兩種,一是DNA變化曲線,特點(diǎn)是在有絲分裂過程中間期復(fù)制加倍(4→8),末期結(jié)束后在形成的子細(xì)胞中減少一半(8→4),在減數(shù)分裂間期DNA也復(fù)制(4→8),第一次分裂結(jié)束后DNA減半(8→4),第二次分裂結(jié)束后,DNA再次減半(4→2)。配子經(jīng)受精作用以后再加倍(2→4)恢復(fù)親代DNA數(shù)目。由此可知,實(shí)線表示DNA數(shù)目變化曲線。二是染色體數(shù)目變化曲線,有絲分裂特點(diǎn)是間期復(fù)制的染色體,數(shù)目不加倍(4→4),到分裂后期加倍(姐妹染色單體分開),減數(shù)分裂第一次分裂之前的間期染色體也復(fù)制,但染色體數(shù)目不加倍(4→4),到末期結(jié)束后,在形成的兩個(gè)次級(jí)性母細(xì)胞中減半(4→2);在減數(shù)分裂第二次分裂之前的間期,染色體不再復(fù)制(2→2),在第二次分裂后期因姐妹染色單體分開,導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍(2→4),到末期結(jié)束后形成的性細(xì)胞中減半(4→2),受精作用后再恢復(fù)體細(xì)胞的染色體數(shù)目(2→4)。因此虛線表示染色體變化曲線。 答案:(1)DNA 染色體?。?)有絲分裂 減數(shù)分裂 受精作用 知新——先看書,再來做一做 1. 遺傳是生物在生殖、發(fā)育過程中表現(xiàn)出的基本特征,那么,尋找遺傳物質(zhì)應(yīng)該從哪個(gè)過程去考慮? 2. 通過我們對(duì)生殖、發(fā)育中減數(shù)分裂、受精作用、有絲分裂等知識(shí)的學(xué)習(xí)可知,細(xì)胞核中哪一結(jié)構(gòu)在前后代能保持連續(xù)性和穩(wěn)定性? 3. 染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì),那么,怎樣做才能證明DNA和蛋白質(zhì)哪一種是遺傳物質(zhì)呢? 4. 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中: (1)肺炎雙球菌的類型: ①R型細(xì)菌:菌落_____________,菌體_________________莢膜,是_________________球型菌。 ②S型細(xì)菌:菌落_________________,菌體____________莢膜,是_________________球型菌??梢砸鹑嘶糭________________和使小鼠患_________________。 (2)1928年,英國科學(xué)家格里菲思用_________________在_________________體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)即體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。 過程是: ①將_________________型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)結(jié)果小鼠不死亡。 ②將_________________型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)結(jié)果小鼠死亡。 ③將殺死后的_________________型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)結(jié)果小鼠不死亡。 ④將無毒性的_________________型細(xì)菌與加熱殺死的_________________型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi),結(jié)果小鼠死亡,并在小鼠尸體上分離出了_________________毒性的_________________型活菌。 結(jié)果分析:①~④過程證明:無毒性的____________型活細(xì)菌在與被加熱殺死的_________________型細(xì)菌混合后轉(zhuǎn)化為_________________毒性的_________________型活細(xì)菌,而且這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以_________________的。 結(jié)論是:加熱殺死的_________________型菌中含有一種_________________。 (3)1944年,美國科學(xué)家艾弗里和他的同事用_________________在其他生物如小鼠體內(nèi)做轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)即體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),目的是__________________________。 過程是: ①從___________型活細(xì)菌中提取____________、_____________和_________________等物質(zhì),分別加入培養(yǎng)_____________型細(xì)菌的培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)只有加入_________________、_________________型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為 _________________型細(xì)菌。 ②如果用DNA酶處理S型活菌中提取的DNA,就不能使_________________細(xì)菌轉(zhuǎn)化。 結(jié)論是:轉(zhuǎn)化因子是__________________________。 (4)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論:_________________是遺傳物質(zhì)。 5.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn): (1)T2噬菌體 ①習(xí)性:是一種專門寄生在_________________體內(nèi)的病毒。 ②結(jié)構(gòu):外殼:頭部和尾部是由_________________ 組成。內(nèi)部:只有_________________分子。 (2)過程 ①T2噬菌體的外殼_________________被_________________標(biāo)記,侵染細(xì)菌,測(cè)試結(jié)果表明被標(biāo)記的_________________沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)。 ②T2噬菌體內(nèi)部的_________________被_________________標(biāo)記,侵染細(xì)菌,測(cè)試結(jié)果表明:被標(biāo)記的_________________進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)增殖。 (3)結(jié)果分析:在噬菌體中,親代和子代之間具連續(xù)性的物質(zhì)是_________________,而不是_______________,子代噬菌體的各種性狀是通過親代的_______________傳給后代的。 (4)結(jié)論:_________________是遺傳物質(zhì)。 6. 只有極少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是_________________,如煙草花葉病毒。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是_________________,所以_________________是主要的遺傳物質(zhì)。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.知道遺傳學(xué)的發(fā)展過程及研究意義。 2.記住“DNA是遺傳物質(zhì)”的直接證據(jù)——肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)原理、過程和結(jié)論;噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理、過程和結(jié)論,并且能夠解釋說明其中的含義、能夠?qū)@些知識(shí)采用適當(dāng)?shù)男问剑ㄎ淖?、圖、表)予以表達(dá)。 3.能夠解釋說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 4.通過重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的過程,學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟。 5.通過自己設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)自己分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維的能力。 【基礎(chǔ)知識(shí)精講】 課文全解: 本章的前言部分,首先通過三個(gè)設(shè)問“遺傳和變異究竟是怎樣發(fā)生的?”“在生物體內(nèi)是什么物質(zhì)對(duì)遺傳和變異起著決定性作用?”“生物的遺傳和變異有哪些共同的規(guī)律?”概括出了本章的主要內(nèi)容,然后又簡單回顧了100多年來遺傳學(xué)的發(fā)展過程大約分為三個(gè)階段:第一階段是實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)階段,表現(xiàn)在19世紀(jì)60年代,遺傳學(xué)家孟德爾從性狀出發(fā),發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩個(gè)規(guī)律,第二階段是分子遺傳學(xué)的初始階段,表現(xiàn)在20世紀(jì)中葉,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著生物科學(xué)進(jìn)入分子生物學(xué)階段;第三階段,分子遺傳學(xué)迅猛發(fā)展階段表現(xiàn)在,人們?cè)诜肿铀缴蠈?shí)現(xiàn)了對(duì)遺傳物質(zhì)的重新組合,解決了許多與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)的問題。 《遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)》前言部分指出,生物的性狀之所以能夠傳給后代,是因?yàn)樯矬w內(nèi)有遺傳物質(zhì)的存在,從而引出本節(jié)的主要內(nèi)容:①什么是遺傳物質(zhì)?②遺傳物質(zhì)有什么樣的結(jié)構(gòu)和功能?③遺傳物質(zhì)是怎樣發(fā)揮作用的?然后,從分子水平上詳盡地簡述遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用原理。通過講述DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制功能以及基因的表達(dá)功能等內(nèi)容,達(dá)到對(duì)染色體、DNA和基因的有關(guān)結(jié)構(gòu)和功能方面的知識(shí),以及它們之間的關(guān)系有更深入、全面的理解和認(rèn)識(shí)的目的。 本小節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的引言部分的學(xué)習(xí)思路是: 首先,從生物性狀的遺傳現(xiàn)象引出什么是遺傳物質(zhì)的問題,而要判斷什么是遺傳物質(zhì)就應(yīng)該知道遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的特點(diǎn)。遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是:在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成從而控制生物的性狀和新陳代謝;具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力;結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,但在特殊情況下又能發(fā)生突變,而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制,并能遺傳給后代。 其次,遺傳是生物在生殖、發(fā)育過程中表現(xiàn)出的基本特征,因此,尋找遺傳物質(zhì)應(yīng)該從生殖發(fā)育等過程去考慮。 第三,生物學(xué)家通過對(duì)細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用過程研究,發(fā)現(xiàn)每一種真核生物都有恒定的染色體數(shù),染色體在傳種接代過程中具有一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性,如圖6—1—2所示。在有性生殖過程中,后代具有雙親各一半數(shù)量的染色體。從而認(rèn)識(shí)到染色體在生物的遺傳中具有重要的作用。 圖6—1—2 第四,染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì),那么,其中究竟哪種物質(zhì)在起遺傳作用呢?怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明它呢?科學(xué)家對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是:設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。從而引出了本小節(jié)要研究的主題——證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)。 第五,DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)——“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”是本小節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)。在講述噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)時(shí),用研究時(shí)采用的“同位素標(biāo)記法”來說明,這樣符合科學(xué)研究的過程,很自然地導(dǎo)出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn):見下表 R型細(xì)菌:菌落粗糙,菌體無莢膜,有毒,球菌。 S型細(xì)菌:菌落光滑,菌體有莢膜,有毒,球菌。 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)對(duì)象 培養(yǎng)條件 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 結(jié)論 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 格里菲思(體內(nèi)轉(zhuǎn)化) R型細(xì)菌(無毒)、S型細(xì)菌(有毒) 小鼠 1.將活的無毒R型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠不死亡 2.將活的有毒S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡 3.將加熱殺死后的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠不死亡 4.將活的無毒R型細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡 5.從實(shí)驗(yàn)4的小鼠體內(nèi)提取出有毒性的S型活細(xì)菌,并且其后代也是S型細(xì)菌 加熱殺死后的S型細(xì)菌中含有使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子 DNA是遺傳物質(zhì) 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 艾菲里(體外轉(zhuǎn)化) R型細(xì)菌(無毒)S型細(xì)菌(有毒) 細(xì)菌培養(yǎng)基 從有毒的S型活菌中提出①DNA、②蛋白質(zhì)、③多糖、④脂質(zhì)、⑤RNA……將它們分別加入到培養(yǎng)無毒的R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果,只有加入DNA,R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌 如果用DNA酶處理從S型活菌提取出來的DNA,使其分解,就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化因子就是DNA DNA是遺傳物質(zhì) 2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn):見下表 T2噬菌體:一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒,侵染病毒后,在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成物質(zhì),從而進(jìn)行大量增殖。 T2噬菌體頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的,它的頭部內(nèi)含有一個(gè)DNA分子。 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 結(jié)論 噬菌體侵染細(xì)菌 用放射性元素35S標(biāo)記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,用被標(biāo)記的T2噬菌體去侵染細(xì)菌,使噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量增殖,對(duì)被標(biāo)記物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果,細(xì)菌體內(nèi)無放射性 噬菌體的蛋白質(zhì)并沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,而是留在細(xì)菌外部 噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)的增殖是在DNA作用下完成的,親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA,子代噬菌體的各種性狀是DNA遺傳給后代的DNA是遺傳物質(zhì) 用放射性元素32P標(biāo)記另一部分噬菌體的DNA,用被標(biāo)記的T2噬菌體去侵染細(xì)菌,使噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量增殖,對(duì)被標(biāo)記物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果,細(xì)菌體內(nèi)有放射性 噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部 第六,說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。有些病毒體內(nèi)沒有DNA,只有RNA(如煙草花葉病毒),RNA就是它的遺傳物質(zhì)。由于大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA,因此,DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 綜上所述,本小節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)如下: 問題全解: 1.遺傳物質(zhì)應(yīng)具有哪些特點(diǎn)? 遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是: (1)在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己; (2)能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成從而控制生物的性狀和新陳代謝; (3)具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力; (4)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,但在特殊情況下又能發(fā)生突變,而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制,并能遺傳給后代。 2.染色體的成分有哪些? 化學(xué)分析的結(jié)果表明,真核生物染色體的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)。其大致比例如圖 6—1—3所示: 圖6—1—3 3.科學(xué)家證明遺傳物質(zhì)是DNA的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想是什么? 設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。 4.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是怎樣進(jìn)行的?實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了什么? 見“課文全解中表肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”。 5.肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程是怎樣的?何為轉(zhuǎn)化作用? 1944年,艾弗里等人第一次證明了DNA是肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子,這在分子遺傳學(xué)上具有極其重要的意義。艾弗里等人從光滑型(S型)肺炎雙球菌中分別提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì),并將上述每一種物質(zhì)單獨(dú)放入粗糙型(R型)肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有DNA能使一部分粗糙型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為光滑型。如圖6—1—4所示。這種從一個(gè)供體菌得到的DNA通過一定途徑授與另一種細(xì)菌,從而使受體菌的遺傳特性發(fā)生改變的作用稱為轉(zhuǎn)化作用。 圖6—1—4 6. 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)是怎樣進(jìn)行的?實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了什么?(見下表) 親代噬菌體 寄主細(xì)胞內(nèi) 子代噬菌體 實(shí)驗(yàn)證明 32P標(biāo)記DNA 有32P標(biāo)記DNA DNA有32P標(biāo)記 DNA分子具有連續(xù)性,是遺傳物質(zhì) 35S標(biāo)記蛋白質(zhì) 無35S標(biāo)記蛋白質(zhì) 外殼蛋白無35S標(biāo)記 7.怎樣知道噬菌體注入細(xì)菌內(nèi)部的物質(zhì)只是DNA? 這主要是通過同位素的標(biāo)記實(shí)驗(yàn)知道的。用被35S和32P標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未標(biāo)記的細(xì)菌,然后測(cè)定宿主細(xì)胞的同位素標(biāo)記:當(dāng)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),測(cè)定結(jié)果顯示,宿主細(xì)胞內(nèi)很少有同位素標(biāo)記,而大多數(shù)35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)附著在宿主細(xì)胞的外面;當(dāng)用32P標(biāo)記的噬菌體感染細(xì)菌時(shí),測(cè)定結(jié)果顯示宿主細(xì)胞的外面的噬菌體外殼中很少有放射性同位素32P,而大多數(shù)放射性同位素32P在宿主細(xì)胞內(nèi)。以上實(shí)驗(yàn)表明,噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí),進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)的主要是DNA,而大多數(shù)蛋白質(zhì)在細(xì)菌的外面。 8.為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)? 在絕大多數(shù)動(dòng)植物的性狀遺傳上,DNA是主要的遺傳物質(zhì),但RNA在遺傳上也有作用。一些只含有RNA的病毒,它們的遺傳性狀是由RNA決定的。因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】 本小節(jié)要學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容是:DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù),這是分子水平的內(nèi)容,那么,明確教材的編寫思想,掌握實(shí)驗(yàn)原理、科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確的判斷,是理解和掌握好此部分知識(shí)的關(guān)鍵。 1.按教材的編寫思路用“順藤摸瓜法”去理解和掌握教材的整體內(nèi)容。 本小節(jié)教材的編寫思路如下: 按照以上思路去順藤摸瓜,便于理解和掌握教材的知識(shí)體系。 2.用“對(duì)比的方法”理解和掌握實(shí)驗(yàn)過程。 格里菲思所做的“體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”采取對(duì)照的方法,教材中步驟1、2、3為步驟4的對(duì)照組;步驟4為實(shí)驗(yàn)組,用對(duì)比的方法不難得出正確結(jié)論。 3.用“平衡控制”等方法來理解體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。 因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中無關(guān)變量的因素很難避免,只能設(shè)法平衡和消除它們的影響,即通過實(shí)驗(yàn)控制,盡量消除實(shí)驗(yàn)誤差,以取得較準(zhǔn)確和可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 艾弗里等人所做的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)用了對(duì)照的方法同時(shí)也用了單因子變量的方法,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果只有加入DNA,R型菌才能轉(zhuǎn)化成S型菌,在此基礎(chǔ)上,又做了另外一個(gè)對(duì)照,用DNA酶處理DNA使其分解,結(jié)果R型菌就不能發(fā)生轉(zhuǎn)化,通過此對(duì)照,一方面排除了可能因?yàn)镈NA提取不純而混有其他未知因素的影響,另一方面也說明DNA只有保持分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性才能行使其遺傳功能。 4.用“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的方法來掌握噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,要抓住本質(zhì)來掌握,整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵物質(zhì)是什么?噬菌體的DNA侵入細(xì)菌體內(nèi),而蛋白質(zhì)外殼留在外面沒起作用,因此新老噬菌體之間的連續(xù)性是通過DNA保持的,從而證明DNA是遺傳物質(zhì)。 【知識(shí)拓展】 1.DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù) (1)DNA分布在染色體內(nèi),是染色體的主要成分,而染色體是直接與遺傳有關(guān)的。 (2)細(xì)胞核內(nèi)DNA的含量十分穩(wěn)定,而且與染色體的數(shù)目存在著平行關(guān)系:在同一種生物的細(xì)胞中,體細(xì)胞中DNA的含量(2a)是生殖細(xì)胞中DNA含量(a)的2倍;體細(xì)胞中染色體的數(shù)量(2N)也正好是生殖細(xì)胞(N)的2倍。 (3)DNA在代謝中較穩(wěn)定,不受生物體的營養(yǎng)條件、年齡等因素的影響。 (4)作用于DNA的一些物理和化學(xué)因素,如紫外線、X射線、氮芥等都可以引起生物體遺傳特性的改變。 2.轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì) 轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì)是外源DNA與受體細(xì)胞DNA之間的重組,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息如圖6—1—5。 圖6—1—5 實(shí)驗(yàn)證明,轉(zhuǎn)化率與供體菌細(xì)胞的DNA純度有關(guān),DNA越純,轉(zhuǎn)化率也就越高。如果事先用DNA酶降解供體菌細(xì)胞中的DNA,那么轉(zhuǎn)化作用就不復(fù)存在。 3.將噬菌體用放射性元素做標(biāo)記的方法 把宿主細(xì)胞分別培養(yǎng)在含有35S和32P的培養(yǎng)基中,宿主細(xì)菌在生長過程中,就分別被35S和32P所標(biāo)記。然后,赫爾希等人用T2噬菌體分別去侵染被35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌。噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)增殖,破裂后釋放出很多子代噬菌體,在這些子代噬菌體中,外殼被35S所標(biāo)記,DNA被32P所標(biāo)記。 4.噬菌體侵染細(xì)菌的生活周期 一個(gè)典型的噬菌體的生活周期,可以分為3個(gè)階段:感染階段、增殖階段和成熟階段,這三個(gè)階段又可歸納為10個(gè)字,即吸附、注入、合成、組裝、釋放。 (1)感染階段 吸附:噬菌體的尾部附著在細(xì)菌的細(xì)胞壁上。 注入:先通過溶菌酶的作用在細(xì)菌的細(xì)胞壁上打開一個(gè)缺口,尾鞘像肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的作用一樣收縮,露出尾軸,伸入細(xì)胞壁內(nèi),如同注射器的注射動(dòng)作,噬菌體只把頭部的DNA注入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi),其蛋白質(zhì)外殼留在壁外,不參與增殖過程。 (2)增殖階段 合成:噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后,會(huì)引起一系列的變化:細(xì)菌的DNA合成停止,酶的合成也受到阻抑,噬菌體逐漸控制了細(xì)菌細(xì)胞的代謝。噬菌體巧妙地利用寄主即細(xì)菌細(xì)胞的“機(jī)器”,大量地復(fù)制與合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)。 組裝:在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),子代噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)組成完整的噬菌體顆粒。 噬菌體的形成是借助于細(xì)菌細(xì)胞的代謝機(jī)構(gòu),由本身的核酸物質(zhì)操縱的。據(jù)觀察,當(dāng)噬菌體侵入細(xì)菌細(xì)胞后,細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)里很快便充滿了DNA細(xì)絲,10 min左右開始出現(xiàn)完整的多角形頭部結(jié)構(gòu)。噬菌體成熟時(shí),這些DNA高分子聚縮成多角體,頭部蛋白質(zhì)通過排列和結(jié)晶過程,把多角形DNA聚縮體包圍,然后頭部和尾部相互吻合,組裝成一個(gè)完整的子代噬菌體。 (3)成熟階段 釋放:噬菌體成熟后,在潛伏后期,溶解寄主細(xì)胞壁的溶菌酶逐漸增加,促使細(xì)胞裂解,從而釋放出子代噬菌體。 在光學(xué)顯微鏡下觀察培養(yǎng)的感染細(xì)胞,可以直接看到細(xì)胞的裂解現(xiàn)象。T2噬菌體在37℃下大約只需40 min就可以產(chǎn)生100~300個(gè)子代噬菌體。子代噬菌體釋放出來后,又去侵染鄰近的細(xì)菌細(xì)胞,產(chǎn)生子二代噬菌體。 5.關(guān)于煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn) 一些植物病毒和動(dòng)物病毒,只含有RNA,而不含有DNA,它們的遺傳性狀則是由RNA決定的。例如,煙草花葉病毒(簡稱TMV),它的基本成分就是蛋白質(zhì)和RNA。早在1957年,格勒和施拉姆用石炭酸處理這種病毒,把蛋白質(zhì)去掉,只留下RNA,再將RNA接種到正常煙草上,結(jié)果發(fā)生了花葉??;如果用蛋白質(zhì)部分侵染正常煙草,則不發(fā)生花葉病。由此證明,RNA起著遺傳物質(zhì)的作用。以后有人將車前草病毒(HRV)的RNA與煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,形成一個(gè)類似“雜種”的新品系。用它進(jìn)行侵染實(shí)驗(yàn),結(jié)果,發(fā)生的病癥以及繁殖的病毒類型,都依RNA的特異性為轉(zhuǎn)移,即依車前草病毒的RNA為轉(zhuǎn)移。這更進(jìn)一步證實(shí)了RNA在遺傳上的作用。從而說明RNA是煙草花葉病毒和車前草病毒的遺傳物質(zhì)。 【同步達(dá)綱訓(xùn)練】 1.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程中,發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌和含轉(zhuǎn)化因子的細(xì)菌分別是 A.R型細(xì)菌和S型細(xì)菌 B.R型細(xì)菌和R型細(xì)菌 C.S型細(xì)菌和R型細(xì)菌 D.S型細(xì)菌和S型細(xì)菌 2.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,下列哪種因子是轉(zhuǎn)化因子 A.蛋白質(zhì) B.多糖 C.DNA D.其他無機(jī)物 3.用某種酶處理轉(zhuǎn)化因子后,R型細(xì)菌不能再轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,這種酶是 A.分解多糖莢膜的酶 B.纖維素酶 C.蛋白酶 D.DNA酶 4.如果用15N、32P、35S標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染細(xì)菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成成分中,能夠找到放射性元素為 A. 可在DNA中找到15N和32P B. 可在外殼中找到15N和35S C. 可在DNA中找到15N和32P、35S D. 可在外殼中找到15N 5.所有病毒的遺傳物質(zhì)是 A.都是DNA B.都是RNA C.是DNA和RNA D.是DNA或RNA 6. 從煙草花葉病毒中提取出蛋白質(zhì),不能使煙草感染病毒,但從該病毒中提取出來的RNA卻能使煙草感染病毒,這說明__________________________。 7. 1944年美國科學(xué)家艾弗里等人為了弄清“轉(zhuǎn)化因子”為何物質(zhì),進(jìn)行了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化作用實(shí)驗(yàn)。他們從S型活細(xì)菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì),然后將其分別加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),主要過程圖解如圖6—1—6: 思考并回答下列問題: 圖6—1—6 (1)將A、C過程的預(yù)測(cè)結(jié)果參照?qǐng)D解填在圖中空格內(nèi)。 (2)A、B、C實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別表明_____________。綜上所述轉(zhuǎn)化因子就是______________,_________________________才有轉(zhuǎn)化作用,從而證明_________________________。 參考答案 1.A 2.C 3.D 4.A 5. D 6. 蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),而RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì) 7.解析:1944年艾弗里等人進(jìn)行的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),稱為體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。將S型菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等分離開,單獨(dú)地、直接地去感染R型菌,只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用,即能夠引起可遺傳的變異,而且DNA只有保持分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性才能行使其遺傳功能。 答案:(1)A. C. (2)蛋白質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用;DNA有轉(zhuǎn)化作用;DNA降解物沒有轉(zhuǎn)化作用 DNA DNA只有保持分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 DNA是遺傳物質(zhì)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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