4-1高中生物一轮复习DNA是主要的遗传物质课件.ppt

1、第1节 DNA是主要的遗传物质一轮复习问题探讨染色体在亲代和子代之间数量稳定有丝分裂减数分裂有丝分裂受精作用说明染色体与遗传有关。问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质合DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾今引起生物学界激烈的争论。问题探讨讨论1.你认为遗传物质可能具有什么特点？在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地自我复制，使得前后代具有一定的连续性。能够指导蛋白质的合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程。问题探讨讨论1.你认为遗传物质可能具有什么特点？具有储存大量遗传信息的潜在能力结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，

2、并能遗传给后代。问题探讨讨论2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？例如：将待定的物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等等。一、对遗传物质的早期推测1.20世纪20年代认为蛋白质是生物体的遗传物质蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息当时没有发现其他生物大分子有类似的结构特点蛋白质(特别是)可以直接“控制”生物的性状和代谢。一、对遗传物质的早期推测2.20世纪30年代人们认识了DNA的组成。只是认识到了DNA分子的组成DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。脱氧核苷酸有一、对遗传物质的早期推测2.20世纪30年代人们认识了DNA的组成。由于对DNA的结构不清楚

3、，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。蛋白质不能作为遗传物质的证据：蛋白质不能进行自我复制蛋白质在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定蛋白质不能遗传给后代1.肺炎双球菌的转化实验格里菲思肺炎球菌体内转化实验a.两种肺炎链球菌的比较肺炎链球菌 菌落荚膜毒性R型细菌菌落S型细菌菌落粗糙粗糙光滑光滑无无有有无无有有菌落是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。二、对遗传物质的探索过程肺炎链球菌 菌落荚膜毒性R型细菌菌落S型细菌菌落粗糙粗糙光滑光滑无无有有无无有有荚膜某些细菌的细胞壁外面包围的

4、一层胶状物质，主要成分是多糖。无荚膜的肺炎链球菌，感染人体或动物后，容易被吞噬细胞吞噬消灭，有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。a.两种肺炎链球菌的比较肺炎链球菌 菌落荚膜毒性R型细菌S型细菌粗糙粗糙光滑光滑无无有有无无有有毒性S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡；R型细菌不会使人或小鼠患病，因此无致病性。a.两种肺炎链球菌的比较小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌小鼠不死亡注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热致死的S型细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射格里菲思：肺炎链球菌的(体内

5、)转化实验示意图第一组第二组第三组第四组步骤方 法现 象结 论1R菌活菌注射2S菌活菌注射3S菌高温灭活注射4高温灭活S菌+R活菌注射b.实验过程c.实验结论：已经被加热杀死的已经被加热杀死的_细菌中，必然含细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。老鼠存活老鼠存活老鼠死亡老鼠死亡R R菌无毒菌无毒S S菌有毒菌有毒老鼠存活老鼠存活死的死的S S菌无毒菌无毒老鼠死亡老鼠死亡部分部分R R活菌转活菌转化为化为S S活菌活菌S型型艾弗里肺炎球菌体外转化实验a.实验思路（旧教材）将_细菌中的_、_、_和_等提取出来，分别与R 型细菌进行混合。观

6、察是否具有转化活性。S型型蛋白质蛋白质多糖多糖DNARNAS型肺炎球菌蛋白质多糖RNA脂质DNA分 别 与 R 型 活 菌 混 合 培 养，单 独 观 察R型活菌S型活菌DNADNA酶b.实验过程与结果R型活菌R型活菌R型活菌R型活菌R型活菌c.实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质过程：肺炎链球菌的(体外)转化实验示意图实验思路：(新教材)设法逐步去除S型细菌的各组分后分别与R型活细菌混合培养，观察是否具有转化活性。艾弗里的肺炎链球菌转化实验过程和结论(新教材)组组别别处理步骤处理步骤结果结果结论结论1S型细菌的细胞提取物，不做处理加入R型活细菌的培养基中，混合后培养2S型

7、细菌的细胞提取物+蛋白酶3S型细菌的细胞提取物+RNA酶4S型细菌的细胞提取物+酯酶5S型细菌的细胞提取物+DNA酶R+SR+SR+SR+SRDNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。科学方法 自变量控制中的”加法原理”和“减法原理”1.加法原理与常态比较，人为增加某种影响因素。在”比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加热、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。2.减法原理与常态比较，人为去除某种影响因素。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。知识拓展1.肺炎链球菌转化实验的实质转化：从细菌的培养

8、物提取的DNA可以在体外转移到受体细胞中，这一过程称为转化。即转化就是细菌细胞摄取周围游离的外源DNA片段，与受体菌DNA实现基因重组。知识拓展1.肺炎链球菌转化实验的实质转化 过程知识拓展2.加热致死的作用原理 蛋白质、多糖等和核酸对于高温的耐受力是不同的，在80-100的温度范围内，蛋白质、多糖等变性失活，DNA变性后双链解开；当温度恢复后，DNA双链能够重新恢复，但是蛋白质、多糖等空间结构无法恢复，其活性也就无法恢复。知识拓展3.如何获取S菌的细胞提取物S型细菌 去氧胆酸盐漂洗 乙醇沉淀 乳白色沉淀溶于盐溶液氯仿抽提(除去蛋白质)乙醇沉淀溶于盐溶液 加入水解多糖的酶(除去多糖)氯仿抽提(

9、除去水解多糖的酶和残留的蛋白质)乙醇沉淀溶于盐溶液 细胞提取物除去细胞外的蛋白和荚膜多糖，步骤如下：1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（）A存活、存活、存活、死亡 B存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活 D存活、死亡、存活、存活D2.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()实验组号接种菌型加入S型细菌物质培

10、养皿长菌情况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C3.肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述错误的是()A.R型菌转化为S型菌后,DNA中的嘌呤与嘧啶碱基比例不变B.整合到R型菌内的DNA分子片段,可以直接表达出产物荚膜多糖C.进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点D.S型菌DNA整合到R型菌内属于基因重组B噬菌体简介：以细菌为宿主进行复制的病毒。噬菌体主要由蛋白质外壳和DNA组成。DNA蛋白质

11、2.噬菌体侵染细菌的实验(C、H、O、N、P)(C、H、O、N、S)3H标记亮氨酸，研究分泌蛋白的合成与运输过程。14C标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径。标记DNA3H14C32P35S 标记蛋白质探究噬菌体的遗传物质同位素标记法(同位素示踪法)用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。科学方法18O15N标记H2O、CO2研究光合产物O2中氧原子的来源。标记DNA 研究DNA复制方式。同位素标记法(同位素示踪法)用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，从而示踪物质的运行规律和变化规律。科学方法2.实验思路：放射性同位素标记法 35S标记

12、的噬菌体 侵染细菌 搅拌、离心 放射性检测 32P标记的噬菌体 侵染细菌 搅拌、离心 放射性检测使细菌外的噬菌体与细菌分离上清液：强沉淀物：弱上清液：弱沉淀物：强使细菌外的噬菌体与细菌分离35S标记的噬菌体35S标记的噬菌体与细菌混合上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低在新形成的噬菌体中没有检测到35S32P标记的噬菌体32P标记的噬菌体与细菌混合上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高在新形成的噬菌体中检测到32P实验误差分析：1、35S标记的噬菌体侵染细菌时，发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分导致部分蛋白质外壳还吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。培养时间过短，部分噬菌

13、体还未侵染细菌；或培养时间过长，部分子代噬菌体已经释放。2、32P标记的噬菌体侵染细菌时，发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？实验结果:35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物说明蛋白质很高DNA很低蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中很高很低实验结论:DNA是遗传物质。讨论1.艾佛里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点：个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能变化。繁殖快，细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时

14、间内可大量繁殖。讨论2.从控制自变量的角度，艾佛里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？从控制自变量的角度，艾佛里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如：糖类、脂质、蛋白质等)。讨论3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？启示：科学成果的取得必须有技术手段作为保证，技术的发展需要以科学原理为基础。因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。艾弗里实验细菌的培养技术、物质的提纯与鉴定技术等赫尔希实验噬菌体

15、培养技术、同位素标记技术、物质的提取与分离技术等4.实验中短时间保温的目的是什么？搅拌的目的是什么？5.实验中离心的目的是什么？让上清液中析出较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌；保温：保持细菌活性，让噬菌体充分侵染细菌；搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；讨论6.蔡斯和赫尔希的实验中如何标记噬菌体？先把细菌分别培养在含32P或35S的培养基上,然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活，因此，不能将直接培养在32P或35S的培养基上进行标记。讨论7.能否同时用35S和32P标记噬菌体去侵染大肠杆菌？答：不能，因为放射性检测时，只能检测到放射性的

16、强弱，而不能区分放射性的种类。讨论T2噬菌体侵染细菌的部分实验如下图所示。下列叙述正确的是()A.中噬菌体为子代DNA复制提供了模板和逆转录酶B.适当时间保温后进行操作,使细菌外的噬菌体外壳与细菌分离C.由该图分析可知,实验结果可说明DNA是主要的遗传物质D.该实验得到的子代噬菌体中,大多数含有放射性32PB1.烟草花叶病毒的感染实验侵染侵染结果结果RNA蛋白质蛋白质只有DNA是遗传物质吗？A病毒B病毒侵染侵染2.烟草花叶病毒的重建实验1、侵染实验：用烟草花叶病毒的RNA单独去侵染，烟草_，用烟草花叶病毒的蛋白质单独去侵染烟草，烟草_。2、重组侵染实验：用a型烟草花叶病毒的DNA和b型烟草花叶

17、病毒的蛋白质组成的新病毒侵染烟草，产生的后代为：_烟草花叶病毒；用a型烟草花叶病毒的蛋白质和b型烟草花叶病毒的RNA组成的新病毒侵染烟草，产生的后代为：_烟草花叶病毒；3、结论：_是遗传物质，_不是遗传物质患病不患病a型b型RNA 蛋白质烟草花叶病毒侵染和重建实验细胞生物含有DNA和RNA病毒含有DNA或RNADNA病毒RNA病毒遗传物质是DNA遗传物质是RNA绝大多数生物的遗传物质是DNADNA是主要的遗传物质总结提醒：具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。1.赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部分组合是（）A.B.C.D.A2

18、.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B3.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%.上清液带有放射性的原因可能是（）A.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中C4.如图甲表示将杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙表示1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术完成的噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述正确的是()A.图甲中,S型细菌全部是由R型细菌转化来的B.图甲中,bc段,R型细菌因转化成S型细菌而减少C.图乙中,噬菌体被标记的成分是蛋白质,所以沉淀物中完全没有放射性D.图乙中,如果噬菌体和细菌混合后不经过搅拌,那么在上清液中检测到的放射性要减弱D