高考遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ).ppt

1、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) -DNA是主要的遺傳物質(zhì),2014年高考生物備考【一輪復(fù)習(xí)】,孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)證明了生物的性狀由 控制。,遺傳因子,染色體,摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)證明了基因位于 上。,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分,蛋白質(zhì)和DNA。,歷史的步伐,DNA,染色體在遺傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性,?,蛋白質(zhì),遺傳物質(zhì)必須具備哪些條件？,遺傳物質(zhì)必備的條件,（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)的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)相對(duì)穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能連續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代；,實(shí)驗(yàn)材料

2、：,兩種肺炎雙球菌,R型菌 菌落:粗糙 無莢膜，無毒,S型菌 菌落:光滑有莢膜，有毒，可致死,一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),判斷 格里菲思實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)( ) S型細(xì)菌和動(dòng)物肝臟都能合成多糖 ( ) (d)組死亡的小鼠中提取到的細(xì)菌全部是S型細(xì)菌( ),提示絕大多數(shù)為R型細(xì)菌，少數(shù)為S型細(xì)菌。,提示只提出“轉(zhuǎn)化因子”，未證明什么是遺傳物質(zhì)。,提示S型細(xì)菌的莢膜成分為多糖。,實(shí)驗(yàn)過程：,多糖 脂類 蛋白質(zhì) RNA DNA DNA+DNA酶,分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),R R R R R S R,S型活細(xì)菌,R S,多數(shù),少數(shù),DNA,“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是遺傳物質(zhì),

3、DNA純度越高，轉(zhuǎn)化越有效,肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較,格里菲思實(shí)驗(yàn)第四組小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)菌和艾弗里S型菌的DNAR型活菌培養(yǎng)基上生存的細(xì)菌都是R型和S型都有，但是R型多。,注意格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只提出“S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子”，并沒有具體證明哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子。艾弗里的實(shí)驗(yàn)可以證明DNA是遺傳物質(zhì)。,加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，但DNA氫鍵斷裂變性失活后隨溫度降低又恢復(fù)活性(類似于PCR擴(kuò)增)。 轉(zhuǎn)化導(dǎo)致的變異方式類似于轉(zhuǎn)基因工程，故應(yīng)界定為基因重組。,S型菌的DNADNA水解酶R型活細(xì)菌只有R型細(xì)菌，該實(shí)驗(yàn)是從另一個(gè)角度進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)，而不是為了證明DN

4、A的水解產(chǎn)物脫氧核苷酸不是遺傳物質(zhì)，盡管此實(shí)驗(yàn)可以證明該問題，但不是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?(2011廣東卷，2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知(),典例1,A. 不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B說明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C和說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D說明DNA是主要的遺傳物質(zhì),格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了() DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì)S型細(xì)菌的性狀是由DNA決定的在轉(zhuǎn)化過程中，S型細(xì)菌的DNA可能進(jìn)入了R型細(xì)菌的細(xì)胞 A B C D,對(duì)位訓(xùn)練（典例2）,解析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)

5、化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)、多糖和RNA不是遺傳物質(zhì)；R型細(xì)菌向S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的內(nèi)因是S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入了R型細(xì)菌，并成功表達(dá)了某些性狀。,A,拓展提升如何辨析培養(yǎng)基中R型和S型細(xì)菌？,制作裝片，顯微觀察是否有莢膜結(jié)構(gòu)。 培養(yǎng)形成菌落培養(yǎng)基中兩種細(xì)菌不斷增殖形成菌落的形態(tài)、大小、顏色可以區(qū)分肉眼即可辨別。,艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。,有沒有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料？,1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了另一個(gè)更具有說服力的實(shí)驗(yàn).

6、,思維碰撞,二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),1、實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體、大腸桿菌,(1)T2噬菌體的核酸為， 存在于，尾部及頭 部外側(cè)為。 (2)T2噬菌體的生活方式是 ，宿主細(xì)胞為 ， T2噬菌體(能/不 能)在培養(yǎng)基上繁殖。,DNA,頭部,蛋白質(zhì),寄生,大腸桿菌,不能,3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：,把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，直接地、單獨(dú)地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用.,4、實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法,2原理：T2噬菌體以自己的 DNA 為模板，利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身組成物質(zhì)而實(shí)現(xiàn)增殖,5、實(shí)驗(yàn)步驟,標(biāo)記細(xì)菌,標(biāo)記噬菌體,噬菌體侵染細(xì)菌（短時(shí)間保溫）,攪拌離心,觀察放射性的分布,“短時(shí)間”：保證子代噬菌體的D

7、NA和蛋白質(zhì)在大腸桿菌中正處于合成階段，子代噬菌體還沒有組裝好，或雖已經(jīng)組裝但并未使細(xì)菌發(fā)生裂解,“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性。,攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離,離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。,內(nèi)部DNA不存在了的噬菌體外殼,細(xì)菌+含35S的培養(yǎng)基 細(xì)菌+含32P的培養(yǎng)基,含35S的細(xì)菌,含32P的細(xì)菌,噬菌體+含35S的細(xì)菌 噬菌體+含32P的細(xì)菌,含35S的噬菌體 含32P的噬菌體,含35S的噬菌體+細(xì)菌 含32P的噬菌體+細(xì)菌,:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低 : 上清液放射性很

8、低,沉淀物放射性很高,噬菌體比大腸桿菌輕,6、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果：,上清液： 沉淀物：,噬菌體,細(xì)菌,(外殼),(被注入的DNA),蛋白質(zhì),DNA,有放射性,無,無,有放射性,上清液“放射性很高” 沉淀物“放射性很高”？,沉淀物也有放射性,上清液也有放射性,分離不完全 (噬菌體蛋白質(zhì)外殼),釋放出來的、未侵染的噬菌體,/釋放的/未侵染的),1實(shí)驗(yàn)思路及方法 S是蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于噬菌體DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接地單獨(dú)地觀察它們的作用。 2侵染特點(diǎn)及過程 進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)外殼留在外面不起作用。 噬菌體

9、侵染細(xì)菌要經(jīng)過吸附注入合成組裝釋放五個(gè)過程。,噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),注意T2噬菌體增殖場(chǎng)所是大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，除噬菌體DNA作模板起指導(dǎo)作用外，其余的原料脫氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所核糖體、ATP和相關(guān)酶全由大腸桿菌提供。,3結(jié)果及分析,注意必須分兩組分別標(biāo)記進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能同時(shí)對(duì)噬菌體既標(biāo)記35S又標(biāo)記32P。 該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素。,4結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。,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)外殼留在外面，其作用不能證明。 該實(shí)驗(yàn)可同時(shí)證明：DNA分子具有相對(duì)穩(wěn)定性。DNA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性。DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成

10、。但不能證明DNA分子產(chǎn)生可遺傳的變異。,提醒噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中32P和35S的存在部位：,拓展提升 少量放射性出現(xiàn)的原因 用32P標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體沒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；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離這一段保溫時(shí)間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液中，也會(huì)使上清液放射性含量升高。,用35S標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因：可能由于攪拌不充分，有少量35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(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

11、射性。 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則對(duì)照原則是相同的，但所用技術(shù)手段(物質(zhì)提純與分離技術(shù)和同位素標(biāo)記技術(shù))、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)結(jié)論(能否證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)方面)都是不相同的。,(2011江蘇卷，12)關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是() A分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進(jìn)行長時(shí)間的保溫培養(yǎng) C用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),實(shí)驗(yàn)技能

12、提升噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),典例3,C,解析 噬菌體營寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，需用含放射性的大腸桿菌培養(yǎng)才能使噬菌體帶上放射性標(biāo)記，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中保溫時(shí)間不能過長，若保溫時(shí)間太長則可能使一些含32P的子代噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，導(dǎo)致上清液中檢測(cè)到32P，B項(xiàng)錯(cuò)誤；35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)，理論上應(yīng)存在于上清液中，但可能因攪拌不充分，部分噬菌體仍吸附在細(xì)菌表面而存在于沉淀物中，C項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)可說明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)槿鄙俚鞍踪|(zhì)進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,排雷 保溫的目的保證增殖(相應(yīng)酶活性)順利進(jìn)行。 提醒：保溫時(shí)間既不能過長也

13、不能過短。 攪拌的目的將蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌(含子代噬菌體)分開。 提醒：攪拌要充分，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 離心利用蛋白質(zhì)外殼和大腸桿菌密度不同，將兩者分離開。,噬菌體是一類細(xì)菌病毒。下列關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述中，不正確的是() A該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) B侵染過程的“合成”階段，噬菌體 DNA作為模板，而原料、ATP、 酶、 場(chǎng)所等條件均由細(xì)菌提供 C為確認(rèn)何種物質(zhì)注入細(xì)菌體內(nèi)，可用32P、35S分別標(biāo)記噬菌體的 DNA和蛋白質(zhì) D若用32P對(duì)噬菌體雙鏈DNA標(biāo)記，再轉(zhuǎn)入培養(yǎng)有細(xì)菌的普通培養(yǎng)基中讓其連續(xù)復(fù)制n次，則含32P的DNA應(yīng)占子代DNA總數(shù)的 1/2

14、n1,對(duì)位訓(xùn)練（典例4）,A,解析噬菌體是一類細(xì)菌病毒，侵染細(xì)菌的時(shí)候是將DNA注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，以噬菌體的 DNA為模板，利用細(xì)菌的原料來合成噬菌體的DNA及蛋白質(zhì)；噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，用32P、35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不可證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，若要證明蛋白質(zhì)是否為遺傳物質(zhì)，可將分離出來的蛋白質(zhì)單獨(dú)注入到細(xì)菌中，看能否產(chǎn)生同樣的噬菌體后代；DNA具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，所以用32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA連續(xù)復(fù)制n次后，含有32P的DNA應(yīng)占子代DNA總數(shù)的1/2n1。,流感病毒,SARS病毒,煙草花葉病毒,下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什么？,敢于質(zhì)疑,D

15、NA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？,結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),三、病毒的拆開和重建實(shí)驗(yàn),重建實(shí)驗(yàn)（重溫教材）,1、遺傳物質(zhì)的主要載體-染色體 事實(shí)：絕大多數(shù)DNA存在于染色體上，少數(shù)存在于細(xì)胞質(zhì)中的葉綠體、線粒體中。 結(jié)論：DNA的主要載體是染色體。,拓展提升,2主要的遺傳物質(zhì) 事實(shí),非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物(病毒)：,細(xì)胞結(jié)構(gòu),原核生物： 真核生物：,生物,結(jié)論：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所 以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。,DNA,DNA,DNA或RNA,注意1、細(xì)胞質(zhì)中的核酸主要是RNA，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA。 2、DNA是主要的遺傳物質(zhì)是數(shù)量分析的結(jié)果，不是本節(jié)兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論

16、。,6、由于大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。但肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì)。,5、在只含RNA的少數(shù)病毒（煙草花葉病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作為遺傳物質(zhì)。,4、凡是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，既有DNA，又有RNA，遺傳物質(zhì)是DNA。,3、一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸,(2010海南卷，13)某同學(xué)分離純化了甲、乙兩種噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，重新組合為“雜合”噬菌體，然后分別感染大腸桿菌，并對(duì)子代噬菌體的表現(xiàn)型作出預(yù)測(cè)，見表。其中預(yù)測(cè)正確的是(),提升分析推斷能力生物的遺傳物質(zhì),典例4,A.1、3 B1、4 C2、3

17、 D2、4,B,解析以DNA為遺傳物質(zhì)的噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌體外，DNA注入細(xì)菌中，指導(dǎo)合成相應(yīng)噬菌體的蛋白質(zhì)。因此當(dāng)甲種DNA乙種蛋白質(zhì)的重組噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，其子代表現(xiàn)為甲種噬菌體的性狀；當(dāng)乙種DNA甲種蛋白質(zhì)的重組噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，其子代應(yīng)表現(xiàn)為乙的性狀。 排雷如圖，病毒甲、乙為兩種不同的植物病毒，經(jīng)重建后形成“雜種病毒丙”，用病毒丙侵染植物細(xì)胞，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖后產(chǎn)生的新一代病毒既非甲也非丙而是乙，圖示如下：,回答下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的問題： 人、噬菌體、煙草花葉病毒及根瘤菌中遺傳物質(zhì)的核苷酸分別有多少種() A8、4、4、8 B4、4、4、4 C5、4、4、5 D8、4、

18、5、4 上述四類生物中組成它們的核酸的核苷酸種類分別是()，這些核酸中含氮堿基種類分別是()。(答案仍從選項(xiàng)中選擇) 下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是() ADNA是所有生物的遺傳物質(zhì) B真核生物的DNA都以染色體為載體 C遺傳物質(zhì)在親代與子代之間傳遞性狀 D核酸是一切生物的遺傳物質(zhì),對(duì)位訓(xùn)練,B,A,C,D,下列哪項(xiàng)不是蠶豆細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的載體() A染色體 B葉綠體 C線粒體 D核糖體,解析凡是細(xì)胞生物，不論原核或真核生物，細(xì)胞中均有DNA和RNA兩種核酸，但真正起遺傳作用的只有DNA，在無DNA的病毒(如煙草花葉病毒、艾滋病病毒等)中，RNA才起遺傳作用。在真核細(xì)胞中，由于DNA主要存在于染色體上，故染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，但因線粒體、葉綠體中也有少量DNA，所以線粒體、葉綠體也可作為遺傳物質(zhì)的載體。,D,典例某科學(xué)家做“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”時(shí)，用放射性同位素標(biāo)記某個(gè)噬菌體和細(xì)菌的有關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)(如下表所示)。產(chǎn)生的n個(gè)子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。,易錯(cuò)警示 對(duì)噬菌體親子代個(gè)體與細(xì)菌之間同位素標(biāo)記關(guān)系不清,子代噬菌體的DNA應(yīng)含有表中的和元素，各占個(gè)和個(gè)。 子代噬菌體中，只含32P的有個(gè)；只含31P的有個(gè)；同時(shí)含有32P、31P的有個(gè)。,31P 32P n,2,0 n2,2,子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中都沒有元素，由此說明；子代噬菌體蛋白質(zhì)都含有元素，這是因