高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第13課時(shí) 探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程(Ⅰ)課件 蘇教版必修2.ppt

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,,,遺傳的分子基礎(chǔ),1.結(jié)合教材P59～61，總結(jié)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的探索過(guò)程及結(jié)論。 2.結(jié)合教材P62，總結(jié)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論。,目標(biāo)導(dǎo)讀,,1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)論。 2.T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及誤差分析。,,重難點(diǎn)擊,,一 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),當(dāng)堂檢測(cè),探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程(Ⅰ),人們發(fā)現(xiàn)生物的遺傳與染色體密切相關(guān)，染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，究竟哪種成分最可能是遺傳物質(zhì)呢？ 為了證明DNA和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用，格里菲思和艾弗里以肺炎雙球菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分別做了體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。,一 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),1.肺炎雙球菌的特點(diǎn),光滑,粗糙,有,無(wú),有,無(wú),2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),答案 a組中小鼠不死亡，b組中小鼠死亡，這兩組對(duì)比可以說(shuō)明S型細(xì)菌具有毒性。b組和c組對(duì)比說(shuō)明，加熱后殺死的S型細(xì)菌失去毒性。,(1)a組和b組對(duì)比能說(shuō)明什么？b和c對(duì)比呢？,(2)四組實(shí)驗(yàn)中哪一組細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化？該組與哪一組對(duì)比可以說(shuō)明S型細(xì)菌提供了遺傳物質(zhì)？ 答案 d組實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌，說(shuō)明R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型活細(xì)菌。與a組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，該組實(shí)驗(yàn)加入了加熱后殺死的S型細(xì)菌，說(shuō)明S型細(xì)菌提供了遺傳物質(zhì)。,(3)R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，從死亡小鼠中是否只分離出S型活細(xì)菌？ 答案 不是，還有R型活細(xì)菌。,已知在80～100 ℃溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞，但當(dāng)溫度降低到55 ℃左右時(shí)，DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)恢復(fù)，但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。,,小貼士,3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),(1)甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)對(duì)照說(shuō)明：___________________ __________________________。 (2)丁組實(shí)驗(yàn)的目的是什么？ 答案 DNA酶將DNA水解為脫氧核苷酸，水解后的產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，說(shuō)明DNA必須保持完整性才能完成其功能。同時(shí)，也從反面證明了DNA是遺傳物質(zhì)。,DNA是遺傳物質(zhì)，蛋,白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì),(3)分析比較格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。 答案 格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種遺傳物質(zhì)，但遺傳物質(zhì)是什么并沒(méi)有說(shuō)明；而艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。,現(xiàn)代研究表明，轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中，即實(shí)現(xiàn)了基因的重新組合，使R型細(xì)菌表達(dá)出莢膜的性狀，變成了S型細(xì)菌。,,小貼士,歸納提煉,格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn)的比較,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系： (1)所用材料相同，都是肺炎雙球菌：R型和S型。 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說(shuō)明S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。 (3)兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則。,活學(xué)活用,1.某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)： ①S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠 ②R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠 ③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠,④S型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠 (1)以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)小鼠的存活情況依次是 、 、 、 。 (2)將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，則小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)菌含量變化情況最可能是下圖中的( ),問(wèn)題導(dǎo)析 (1)①中加入了DNA酶，S型細(xì)菌的 被水解，加入R型活細(xì)菌后不能轉(zhuǎn)化出S型活細(xì)菌，小鼠存活；②中直接加入了S型活細(xì)菌，小鼠死亡；③中 (有、沒(méi)有)活細(xì)菌， (會(huì)、不會(huì))轉(zhuǎn)化出S型活細(xì)菌；④與③相同，沒(méi)有活細(xì)菌。,DNA,沒(méi)有,不會(huì),(2)一開(kāi)始，小鼠的免疫系統(tǒng)會(huì)殺死大多數(shù)的R型細(xì)菌，有一部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為 ，隨著 的出現(xiàn)，小鼠的免疫系統(tǒng)逐漸被破壞，R型細(xì)菌、S型細(xì)菌數(shù)量都增加。,S型細(xì)菌,S型細(xì)菌,解析 將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，隨著R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，S型細(xì)菌的數(shù)量增加。R型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)開(kāi)始時(shí)大部分會(huì)被免疫系統(tǒng)消滅，隨著S型細(xì)菌增多，小鼠的免疫系統(tǒng)被破壞，R型細(xì)菌數(shù)量又開(kāi)始增加。 答案 (1)存活 死亡 存活 存活 (2)B,二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),為了進(jìn)一步研究生物的遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了利用放射性同位素標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。閱讀教材，結(jié)合材料完成下面的思考。,①結(jié)構(gòu)(如圖1)：由頭部和尾部組成，頭部和尾部的外殼都是由 構(gòu)成的，頭部?jī)?nèi)含有 。 ②特點(diǎn)：一種專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，在宿主細(xì)胞外 (有、沒(méi)有)獨(dú)立代謝能力。,蛋白質(zhì),DNA,沒(méi)有,1.實(shí)驗(yàn)材料 (1)T2噬菌體,③生活史(如圖2)：T2噬菌體侵染大腸桿菌后，會(huì)在_____________的作用下，利用 體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌 ，釋放出子代的噬菌體。,自身遺傳物質(zhì),大腸桿菌,裂解,(2)大腸桿菌：?jiǎn)渭?xì)胞 核生物。,原,2.實(shí)驗(yàn)方法： ，用 標(biāo)記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用 標(biāo)記另一部分噬菌體的DNA。,放射性同位素標(biāo)記法,35S,32P,3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果,35S,32P,35S,32P,高,很低,低,很高,4.實(shí)驗(yàn)分析 (1)實(shí)驗(yàn)中能否直接用含有放射性同位素的培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)噬菌體呢？ 答案 不能。噬菌體是營(yíng)寄生生活的，不能直接用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，因此必須先用含有放射性物質(zhì)的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再讓噬菌體去侵染細(xì)菌。,(2)實(shí)驗(yàn)中離心前攪拌的目的是使_____________________ _______分離；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的 ，離心管的沉淀物中留下 。 (3)實(shí)驗(yàn)中需用 標(biāo)記蛋白質(zhì)，用 標(biāo)記DNA，而不用其他元素的原因是蛋白質(zhì)的組成元素是C、H、O、N，大部分含有 ，DNA的組成元素為 ，只有標(biāo)記這兩種元素才能夠分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA。,吸附在細(xì)菌上的噬菌體,與細(xì)菌,噬菌體顆粒,被侵染的大腸桿菌,35S,32P,S,C、H、O、N、P,(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,無(wú),有,DNA,無(wú),無(wú),蛋白,質(zhì)外殼,5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 噬菌體的遺傳物質(zhì)是 。 6.實(shí)驗(yàn)誤差分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因 ①保溫時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體沒(méi)有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。,DNA,②保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中，也會(huì)使上清液的放射性含量升高。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。,(1)在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中32P和35S的存在部位,,小貼士,(2)該實(shí)驗(yàn)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)外殼留在大腸桿菌細(xì)胞外，其作用不能被證明。,(3)該實(shí)驗(yàn)可同時(shí)證明：①DNA分子具有相對(duì)穩(wěn)定性； ②DNA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性； ③DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成，但不能證明DNA分子能產(chǎn)生可遺傳的變異。,歸納提煉,1.實(shí)驗(yàn)思路 S是蛋白質(zhì)的特征元素，P是DNA的特征元素，用放射性同位素35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，并用標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，直接地、單獨(dú)地去觀察它們的作用。,2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象,3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。,2.1952年，赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。 (1)圖中錐形瓶?jī)?nèi)的培養(yǎng)液是用來(lái)培養(yǎng) 的。,活學(xué)活用,(2)如果讓放射性同位素主要分布在圖中離心管的上清液中，則獲得該實(shí)驗(yàn)中的噬菌體的培養(yǎng)方法是 。 A.用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 B.用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 C.用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體 D.用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體,(3)用被32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質(zhì)存在，這些放射性物質(zhì)的來(lái)源可能是 。,問(wèn)題導(dǎo)析 (1)噬菌體寄生在大腸桿菌體內(nèi)，要標(biāo)記噬菌體需要首先培養(yǎng) 的大腸桿菌。 (2)離心后上清液中主要含有噬菌體的 ，下層沉淀物中主要含有 。要讓放射性主要分布在圖中上清液中，則需要噬菌體的___________被標(biāo)記。,被標(biāo)記,蛋白質(zhì)外殼,被噬菌體DNA侵染的大腸桿菌,蛋白質(zhì)外殼,(3)用被32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，放射性主要分布在 中，但如果實(shí)驗(yàn)中保溫培養(yǎng)時(shí)間 ，部分噬菌體沒(méi)有侵染大腸桿菌，或者保溫時(shí)間 ，大腸桿菌裂解，部分噬菌體被釋放出來(lái)，則上清液中也可檢測(cè)到部分放射性。,沉淀物,過(guò)短,過(guò)長(zhǎng),解析 (1)若要標(biāo)記噬菌體，必須先標(biāo)記大腸桿菌，再用噬菌體去侵染大腸桿菌，因?yàn)槭删w只能寄生在活細(xì)胞中，不能用培養(yǎng)液直接培養(yǎng)噬菌體。 (2)若在上清液中放射性較高，說(shuō)明用35S標(biāo)記了蛋白質(zhì)外殼，若在沉淀物中放射性較高，則說(shuō)明用32P標(biāo)記了DNA。,(3)用32P標(biāo)記噬菌體后，沉淀物中放射性較高。若上清液中也有少量放射性物質(zhì)，可能的原因是：存在沒(méi)有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體。 答案 (1)大腸桿菌 (2)C (3)沒(méi)有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出子代噬菌體,,課堂 小結(jié),體,內(nèi),遺傳物質(zhì),DNA,體外,DNA,當(dāng)堂檢測(cè),1,2,3,4,1.1928年，格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，成功地表明了( ) A.已加熱殺死的S型細(xì)菌中，DNA已經(jīng)失去活性而蛋白質(zhì)仍具有 活性 B.DNA是遺傳物質(zhì) C.已加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有促使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的活性 物質(zhì) D.DNA是主要的遺傳物質(zhì),1,2,3,4,解析 格里菲思并沒(méi)有提出遺傳物質(zhì)的本質(zhì)。 答案 C,1,2,3,4,2.S型肺炎雙球菌具有多糖類(lèi)的莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的多糖類(lèi)物質(zhì)，能產(chǎn)生一 些具有莢膜的細(xì)菌 B.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的DNA的完全水解產(chǎn)物， 不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌,1,2,3,4,C.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜 的細(xì)菌 D.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有 莢膜的細(xì)菌,1,2,3,4,解析 S型細(xì)菌的DNA的完全水解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)均不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。只有DNA才是遺傳物質(zhì)，能夠使R型活細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。 答案 A,1,2,3,4,3.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了下列哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)( ) A.蛋白質(zhì) B.多糖 C.DNA D.莢膜 解析 艾弗里將S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、莢膜多糖分別與R型細(xì)菌混合，只有S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，因此證明了DNA是遺傳物質(zhì)。,C,1,2,3,4,4.在噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，分別用放射性同位素31P、32P和32S、35S作如下標(biāo)記：,1,2,3,4,此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是子代噬菌體和親代噬菌體的外形及侵染大腸桿菌的特性均相同，請(qǐng)分析： (1)子代噬菌體的DNA分子中含有的上述同位素是 ，原因是____________________________________________ 。,32P和31P,噬菌體的DNA(含32P)進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，利用大腸,桿菌的脫氧核苷酸(含31P)合成自身的DNA,1,2,3,4,(2)子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中含有的上述同位素是 ，原因是 。 (3)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了 。,35S,噬菌體的蛋白質(zhì)外殼(含32S)沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌內(nèi),DNA是遺傳物質(zhì),