高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第一節(jié) 探索遺傳物質的過程 第1課時課件 蘇教版必修

第1課時肺炎雙球菌轉化實驗 噬菌體侵染細菌的實驗 第四章第一節(jié)探索遺傳物質的過程 學習導航1 結合教材 闡明肺炎雙球菌的體內轉化實驗的過程及結論 2 結合教材 闡明肺炎雙球菌的體外轉化實驗的過程及結論 3 結合教材 闡明噬菌體侵染細菌的實驗 重難點擊1 肺炎雙球菌體內 體外轉化實驗的比較 2 噬菌體侵染細菌的實驗過程及誤差分析 課堂導入從圖中我們可以看出 親屬之間在某些方面上具有一定的相似性 這就是我們平常所說的遺傳 其實 早在公元前3世紀 呂氏春秋 中就記載著 夫種麥而得麥 種稷而得稷 人不怪也 也就是我們常說的 種瓜得瓜 種豆得豆 正是生物的遺傳特性 才使生物界的物種能夠保持相對穩(wěn)定 那么生物之間的這種相似性是由什么物質控制 并在親子代之間連續(xù)傳遞的呢 本節(jié)課我們就一起學習生物的遺傳物質 一 肺炎雙球菌的轉化實驗 當堂檢測 二 噬菌體侵染細菌的實驗 內容索引 一 肺炎雙球菌的轉化實驗 基礎梳理 1 肺炎雙球菌類型 光滑 粗糙 有 無 2 體內轉化實驗 格里菲思的實驗 1 實驗過程及現象 存活 死亡 S型活細菌 存活 死亡 S型活細菌 2 結論 加熱殺死的S型細菌中含有某種 將R型活細菌轉化為S型活細菌 這種性狀的轉化是可以的 遺傳物質 遺傳 3 體外轉化實驗 艾弗里的轉化實驗 1 實驗結果及現象 2 結論 是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質 R型細菌 S型細菌 DNA 格里菲思將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌混合后 注射到小鼠體內 小鼠死亡 并從死亡小鼠體內分離到了活的S型菌 請分析 1 已知在80 100 溫度范圍內 蛋白質將失去活性 DNA的結構也會被破壞 但當溫度降低到55 左右時 DNA的結構會恢復 但蛋白質卻不能恢復 由此我們可以推斷 在格里菲思的實驗中 加熱殺死的S型細菌中的 轉化因子 應該是哪種物質 問題探究 答案 DNA 答案R型細菌被小鼠的免疫系統所殺滅 1 從免疫學角度解釋曲線ab段下降的原因是什么 答案加熱殺死的S型細菌的DNA將R型細菌轉化為S型活細菌 2 S型活細菌是怎樣產生的 答案 2 研究表明 小鼠體內的兩種細菌含量變化如圖所示 答案有毒的S型細菌在小鼠體內增殖 導致小鼠的免疫力降低 R型細菌 S型細菌數量都增加 3 S型細菌是有毒性的 據此推測曲線bc段上升的原因是什么 答案 知識整合 加熱殺死的S型細菌和R型活細菌一起注射到小鼠體內時 開始時R型細菌被小鼠的免疫系統所殺滅 數量下降 隨著S型細菌的DNA將R型細菌轉化為S型活細菌 S型活細菌逐漸增多 毒性導致小鼠的免疫力降低 R型細菌 S型細菌數量都增加 拓展應用 1 格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名的轉化實驗 關于此實驗的結論不正確的是A 說明了肺炎雙球菌的遺傳物質是DNAB 說明了R型活細菌在一定條件下能夠轉化為S型細菌C 說明了R型活細菌是無毒性的D 說明了加熱殺死的S型細菌是無毒性的 答案 解析格里菲思實驗只證明了S型細菌能使R型細菌發(fā)生轉化 并沒有證明DNA是遺傳物質 解析 2 艾弗里及其同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗 結果如表所示 由表可知 答案 解析 A 不能證明S型細菌的蛋白質不是轉化因子B 說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性C 和 說明S型細菌的DNA是轉化因子D 說明DNA是主要的遺傳物質 解析第 組實驗說明蛋白質和莢膜多糖與R型細菌轉化為S型細菌無關 A B項錯誤 第 組實驗說明DNA與R型細菌轉化為S型細菌有關 第 組實驗說明DNA被水解后的產物不能使R型細菌轉化為S型細菌 C項正確 只能說明DNA是遺傳物質 而不能說明DNA是主要的遺傳物質 D項錯誤 肺炎雙球菌轉化實驗的幾個易錯點 1 轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌 而只是小部分R型細菌被轉化成S型細菌 2 加熱殺死S型細菌的過程中 其蛋白質變性失活 但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性 3 體內轉化實驗結論是S型細菌體內有 轉化因子 沒有證明 轉化因子 是DNA 體外轉化實驗進一步證明 轉化因子 是DNA 二 噬菌體侵染細菌的實驗 基礎梳理 1 實驗者 2 實驗方法 3 實驗材料 1 T2噬菌體 蛋白質 DNA 赫爾希和蔡斯 放射性同位素標記法 結構 如圖 頭部和尾部的外殼都是由 構成的 頭部內含有 蛋白 質 DNA 特點 營生活 在宿主細胞外 有 沒有 獨立代謝能力 生活史 T2噬菌體侵染大腸桿菌后 會在的作用下 利用體內的物質來合成自身的組成成分 進行大量增殖 當噬菌體增殖到一定數量后 大腸桿菌 釋放出子代的噬菌體 2 大腸桿菌 單細胞核生物 寄生 沒有 自身遺傳物質 大腸桿菌 裂解 原 4 實驗過程 1 標記T2噬菌體 大腸桿菌 噬菌體 噬菌體 大腸桿菌 2 侵染細菌 高 低 低 高 5 實驗分析 1 T2噬菌體侵染細菌時 進入到細菌的細胞中 而 留在外面 2 子代T2噬菌體的各種性狀是通過來遺傳的 6 實驗結論 才是真正的遺傳物質 DNA 蛋白質外殼 親代的DNA DNA 問題探究 答案噬菌體營寄生生活 不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 結合上述實驗過程分析 1 標記噬菌體時 為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體 答案不能 因為DNA和蛋白質都含C和O 不能用32P和35S同時標記噬菌體 2 能否用14C和18O標記噬菌體 能否用32P和35S同時標記噬菌體 答案 答案目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離 3 實驗中攪拌的目的是什么 答案 答案離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒 離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌 4 實驗中離心的目的是什么 離心管的上清液和沉淀物中分別是什么 答案攪拌不充分 有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面 隨細菌離心到沉淀物中 5 用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時 發(fā)現沉淀物中放射性也較高 可能是什么原因造成的 答案 1 保溫時間過短 部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內 經離心后分布于上清液中 2 保溫時間過長 噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代 經離心后分布于上清液中 6 用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時 發(fā)現上清液中放射性也較高 可能是什么原因造成的 答案 知識整合 噬菌體營寄生生活 不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 攪拌是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離 經過離心 噬菌體顆粒進入上清液中 大腸桿菌留在沉淀物中 如果攪拌不充分 有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面 會隨細菌離心到沉淀物中 保溫時間要適當 時間過短 部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內 經離心后分布于上清液中 時間過長 噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代 經離心后分布于上清液中 拓展應用 3 為證明蛋白質和DNA究竟哪一種是遺傳物質 赫爾希和蔡斯做了 T2噬菌體侵染大腸桿菌 的實驗 T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內 下圖中親代噬菌體已用32P標記 A C中的方框代表大腸桿菌 下列關于本實驗及病毒 細菌的敘述正確的是 A 圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的 其內的營養(yǎng)成分中要加入32P標記的無機鹽B 若要達到實驗目的 還要再設計一組用35S標記噬菌體的實驗 兩組相互對照C 噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律 而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律D 若本組實驗B 上清液 中出現放射性 則不能證明DNA是遺傳物質 答案 解析 解析由題干信息可知 圖中親代噬菌體已用32P標記 則錐形瓶中培養(yǎng)液內的營養(yǎng)成分應無放射性標記 要證明DNA是遺傳物質 還應設計一組用35S標記噬菌體的實驗 二者為相互對照實驗 大腸桿菌是原核生物 其遺傳不遵循基因分離定律 若本組實驗B 上清液 中出現放射性 可能是實驗時間較長 大腸桿菌裂解導致的 也可能是部分噬菌體的DNA未侵入大腸桿菌 經攪拌 離心到上清液中 4 如果用15N 32P 35S共同標記噬菌體后 讓其侵染大腸桿菌 在產生的子代噬菌體的組成結構中 能夠找到的標記元素為A 在外殼中找到15N和35SB 在DNA中找到15N和32PC 在外殼中找到15ND 在DNA中找到15N 32P和35S 答案 解析 解析用15N 32P 35S共同標記噬菌體 15N標記了噬菌體的DNA和蛋白質外殼 32P標記了噬菌體的DNA 35S標記了噬菌體的蛋白質外殼 噬菌體侵染細菌過程中蛋白質外殼留在細菌外面 DNA進入細菌內部 在細菌中以噬菌體DNA為模板 利用細菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質外殼和DNA 由于DNA復制 故在子代噬菌體中能找到15N和32P標記的DNA 不能找到35S和15N標記的蛋白質 二看法 判斷子代噬菌體標記情況 課堂小結 體 內 體外 DNA DNA 當堂檢測 1 1928年 格里菲思的肺炎雙球菌體內轉化實驗 成功地表明了A 已加熱殺死的S型細菌中 DNA已經失去活性而蛋白質仍具有活性B DNA是遺傳物質C 已加熱殺死的S型細菌中 含有促使R型細菌發(fā)生轉化的活性物質D DNA是主要的遺傳物質 2 3 4 5 1 答案 解析格里菲思并沒有提出遺傳物質的本質 解析 2 在肺炎雙球菌的轉化實驗中 在培養(yǎng)有R型細菌的1 2 3 4四支試管中 依次加入從S型活細菌中提取的DNA DNA和DNA酶 蛋白質 多糖 經過培養(yǎng) 檢查結果發(fā)現試管內仍然有R型細菌的是 答案 2 3 4 1 5 解析 A 3和4B 1 3和4C 2 3和4D 1 2 3和4 2 3 4 1 5 解析2 3 4三支試管內只有R型細菌 因為沒有S型細菌的DNA 所以都不會發(fā)生轉化 1號試管因為有S型細菌的DNA 所以會使R型細菌發(fā)生轉化 但是發(fā)生轉化的R型細菌只是一部分 故試管內仍然有R型細菌存在 2 3 4 1 5 3 在探索遺傳物質的過程中 赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗 下列有關敘述正確的是A 用32P 35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質B 該實驗的步驟是標記 培養(yǎng) 攪拌 離心 檢測C 用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體D 該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質 答案 解析 2 3 4 1 5 解析32P 35S分別標記不同組T2噬菌體的DNA和蛋白質 A錯誤 該實驗先標記噬菌體 然后用標記的噬菌體侵染大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體 之后進行攪拌和離心 最后檢測上清液和沉淀物的放射性 B正確 T2噬菌體只能用活的細胞培養(yǎng) 不能用培養(yǎng)基培養(yǎng) C錯誤 該實驗證明了DNA是遺傳物質 但不能證明DNA是主要的遺傳物質 2 3 4 1 5 4 噬菌體在繁殖過程中所利用的原料是A 細菌的核苷酸和氨基酸B 自身的核苷酸和細菌的氨基酸C 自身的核苷酸和氨基酸D 自身的氨基酸和細菌的核苷酸 答案 解析噬菌體只能寄生在活的細胞中 在繁殖過程中以自己的遺傳物質為模板 用宿主細胞的核苷酸和氨基酸作原料 進行遺傳物質的復制和蛋白質外殼的合成 A正確 解析 5 下圖是噬菌體侵染細菌示意圖 請回答下列問題 2 3 4 1 5 答案 解析 1 噬菌體侵染細菌的正確順序應是 BDAEC 解析噬菌體侵染細菌的過程可以分為五個步驟 吸附 噬菌體用尾部的末端吸附在細菌表面 侵入 噬菌體通過尾軸把DNA全部注入到細菌細胞內 蛋白質外殼留在細胞外面不起作用 生物合成在細菌體內 以噬菌體的DNA為模板 利用細菌的化學成分合成噬菌體的DNA和蛋白質分子 組裝 新合成的DNA和蛋白質外殼組裝成與親代一模一樣的子代噬菌體 結