必修二3-1DNA是主要的遺傳物質(zhì)市公開課一等獎省賽課微課金獎課件

1/53項目內(nèi)容要求考點人類對遺傳物質(zhì)探究過程Ⅱ重難點探索DNA是遺傳物質(zhì)兩個經(jīng)典試驗方法和過程2/53題型年份及考卷考點選擇題廣東、江蘇江蘇卷遺傳物質(zhì)探索過程廣東卷噬菌體侵染細菌試驗非選擇題廣東卷遺傳物質(zhì)探索過程3/53自主梳理一、對遺傳物質(zhì)早期推測1．主要觀點

是生物體遺傳物質(zhì)。2．對DNA認識(1)生物大分子：由許多

聚合而成。(2)基本組成單位——

。①化學組成：

、

和

三部分。②種類：4種，差異在于

不一樣。蛋白質(zhì)脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4/53二、肺炎雙球菌轉化試驗1．肺炎雙球菌比較種類S型細菌R型細菌菌落粗糙菌體有

類莢膜無

類莢膜毒性有毒性，使小鼠患

死亡無毒性光滑多糖多糖敗血癥5/532.格里菲思體內(nèi)轉化試驗(1)試驗材料：S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。(2)試驗原理：S型細菌使小鼠患

死亡。(3)試驗過程及現(xiàn)象敗血癥6/53(4)結構：加熱殺死S型細菌中，含有某種促成R型細菌轉化為S型細菌“

”。3．艾弗里及其同事體外轉化試驗(1)試驗材料：S型和R型細菌、細菌培養(yǎng)基。(2)試驗設計思緒：把

與

分開，單獨研究它們各自功效。轉化因子DNA其它物質(zhì)7/53(3)試驗過程及現(xiàn)象(4)結論：

才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳改變物質(zhì)。DNA8/53三、噬菌體侵染細菌試驗1．試驗者：

。2．試驗材料：

和

。3．T2噬菌體特點(1)結構：外殼由

組成，頭部含有

。(2)生活方式：寄生于

內(nèi)。(3)增殖特點：在本身DNA作用下，利用

體內(nèi)物質(zhì)合成本身組成成份，進行增殖。4．試驗方法：

法。赫爾希和蔡斯T2噬菌體大腸桿菌蛋白質(zhì)DNA大腸桿菌大腸桿菌放射性同位素標識9/535．試驗過程及現(xiàn)象(1)標識細菌細菌＋含

培養(yǎng)基→含35細菌。細菌＋含

培養(yǎng)基→含32P細菌。(2)標識噬菌體噬菌體＋含

細菌→含35S噬菌體。噬菌體＋含

細菌→含32P噬菌體。35S32P35S32P10/53(3)噬菌體侵染細菌①被35S標識噬菌體＋細菌培養(yǎng),子代噬菌體中

35S。②被

噬菌體＋細菌子代噬菌體中有32P。6．試驗表明(1)噬菌體侵染細菌時，

進入細菌細胞中，而留在外面。(2)子代噬菌體各種性狀是經(jīng)過

來遺傳。7．結論：

是遺傳物質(zhì)。沒有32P標識DNA白質(zhì)外殼蛋親代DNADNA11/53互動探究1.對遺傳物質(zhì)早期推測與遺傳物質(zhì)發(fā)覺之間有什么關系？提醒遺傳物質(zhì)發(fā)覺是建立在早期推測和已經(jīng)有生物學知識基礎上，這些對遺傳物質(zhì)早期推測是科學家深入試驗研究前提和理論依據(jù)。12/532．結合肺炎雙球菌轉化試驗，分析討論：(1)假如把S型活細菌DNA提取后，與活R型細菌混合，再注射到小鼠體內(nèi)，能否在小鼠體內(nèi)得到S型細菌？(2)假如把S型活細菌DNA提取后，直接注射到小鼠體內(nèi)，能否在小鼠體內(nèi)得到S型細菌？(3)格里菲思體內(nèi)轉化試驗意義表達在哪里？提醒(1)能；(2)不能；(3)格里菲思體內(nèi)轉化試驗最先向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)觀點提出了挑戰(zhàn)，提出了當初不一樣于大多數(shù)科學家觀點結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳改變物質(zhì)。13/533．為何用35S標識噬菌體蛋白質(zhì)外殼，用32P標識噬菌體DNA?提醒經(jīng)過對噬菌體中蛋白質(zhì)和DNA研究表明，僅在蛋白質(zhì)中含有S，而P幾乎都存在于DNA分子中。14/53關鍵點歸納一、肺炎雙球菌轉化試驗分析體內(nèi)轉化試驗體外轉化試驗試驗者格里菲思艾弗里及同事培養(yǎng)細菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)試驗標準R型細菌與S型細菌毒性對照S型細菌各成份作用相互對照試驗結論S型細菌體內(nèi)有“轉化因子”S型細菌DNA是遺傳物質(zhì)兩試驗聯(lián)絡(1)所用材料相同，都是R型和S型肺炎雙球菌(2)體內(nèi)轉化試驗是基礎，僅說明S型細菌體內(nèi)有“轉化因子”，體外轉化試驗深入證實“轉化因子”是DNA(3)兩試驗都遵照對照標準、單一變量標準15/53二、噬菌體侵染細菌試驗試驗材料T2噬菌體、大腸桿菌試驗方法放射性同位素標識法(或示蹤法)設計思緒S是蛋白質(zhì)特有元素，P是DNA特有元素，用不一樣放射性同位素分別標識DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨地去觀察它們作用16/53過程·結果

17/53注：上清液中含未侵染T2噬菌體和侵染后T2噬菌體外殼，沉淀物中含被感染細菌。試驗分析35S標識噬菌體外殼并未進入細菌內(nèi)部，而32P標識噬菌體DNA進入了細菌內(nèi)部試驗結論DNA是真正遺傳物質(zhì)18/53感悟拓展1．肺炎雙球菌轉化試驗(1)加熱殺死S型細菌過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，不過其內(nèi)部DNA在加熱結束后隨溫度降低又逐步恢復其活性。(2)R型細菌轉化為S型細菌原因是S型細菌DNA與R型菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型菌性狀，此變異屬于基因重組。(3)體內(nèi)、體外轉化試驗都遵照了單一變量標準和對照試驗標準，各試驗組互為對照，增強了結論說服力。19/532．噬菌體侵染細菌試驗(1)噬菌體侵染細菌試驗說明：DNA能自我復制，使前后代保持一定連續(xù)性；DNA能夠控制蛋白質(zhì)生物合成。(2)噬菌體侵染細菌后，合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼所需原料——氨基酸全部來自細菌，而組成子代噬菌體DNA現(xiàn)有來侵入細菌親代噬菌體(起模板作用)，也有利用細菌體內(nèi)原料——脫氧核苷酸新合成。20/533．肺炎雙球菌轉化試驗和噬菌體侵染細菌試驗比較相同點①均使DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨處理，觀察它們各自作用，但兩類試驗中DNA與蛋白質(zhì)分開方式不一樣②都遵照了對照標準③都能證實DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證實DNA是主要遺傳物質(zhì)不一樣點方法不一樣艾弗里試驗直接分離：分離S型菌DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng)噬菌體侵染細菌試驗同位素標識法：分別標識DNA和蛋白質(zhì)特殊元素(32P和35S)結論不一樣①肺炎雙球菌轉化試驗結論：證實DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)②噬菌體侵染細菌試驗結論：證實DNA是遺傳物質(zhì)，不能證實蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)21/531肺炎雙球菌轉化試驗中，將加熱殺死S型細菌與R型活細菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)S型、R型活細菌含量改變情況如圖所表示。以下相關敘述錯誤是 ()22/53A．在死亡小鼠體內(nèi)存在著S型、R型兩種類型細菌B．小鼠體內(nèi)出現(xiàn)S型活細菌是因為R型細菌基因突變結果C．曲線ab下降原因是R型細菌被小鼠免疫系統(tǒng)作用所致D．曲線bc段上升，與S型細菌在小鼠體內(nèi)增殖造成小鼠免疫力降低相關23/53解析小鼠體內(nèi)出現(xiàn)S型活細菌是因為S型細菌DNA使R型細菌轉化成了S型細菌，而不是基因突變結果。不過R型細菌只是一少部分轉化成S型細菌，并非全部轉化。肺炎雙球菌對于小鼠而言是抗原，小鼠免疫系統(tǒng)會發(fā)生免疫作用，從而使R型細菌在ab段呈下降趨勢。不過S型細菌因為含有莢膜，不輕易被免疫系統(tǒng)去除，它增殖將降低小鼠免疫力，從而使R型細菌在bc段呈上升趨勢。答案

B24/53以含(NH4)SO4、KHPO4培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再向大腸桿菌培養(yǎng)液中接種以32P標識T2噬菌體(S元素為32S)，一段時間后，檢測子代噬菌體S、P元素，下表中對結果預測，最可能發(fā)生是 ()選項S元素P元素A全部32S全部31PB全部35S多數(shù)32P，少數(shù)31PC全部32S少數(shù)31P，多數(shù)31PD全部35S少數(shù)32P，多數(shù)31P25/53答案D解析32P標識噬菌體侵染大腸桿菌時，只有32P標識DNA進入大腸桿菌，含32S蛋白質(zhì)外殼留在外面，在大腸桿菌細胞內(nèi)，噬菌體DNA按照自己所攜帶遺傳信息，利用細菌內(nèi)原料、酶、合成場所和能量復制出子代DNA，并合成噬菌體蛋白質(zhì)外殼，所以在釋放出子代噬菌體中，全部個體外殼都只含有35S，只有2個個體DNA中含32P，其它個體DNA含31P。26/53自主梳理一、RNA是遺傳物質(zhì)試驗1．材料：

。2．過程及結果3．結論：RNA是遺傳物質(zhì)。煙草花葉病毒27/53二、生物遺傳物質(zhì)極少數(shù)病毒不含有

，只含有

和

，在這些病毒中

是遺傳物質(zhì)。因為絕大多數(shù)生物遺傳物質(zhì)是

，所以說

是主要遺傳物質(zhì)。DNA蛋白質(zhì)RNARNADNADNA28/53互動探究含有細胞結構生物體內(nèi)現(xiàn)有DNA又有RNA，二者都是核酸，也都是遺傳物質(zhì)嗎？為何？提醒DNA和RNA共同存在時，DNA是遺傳物質(zhì)，RNA是DNA轉錄產(chǎn)生，它不是遺傳物質(zhì)。只有在少數(shù)沒有DNA存在病毒中RNA才起遺傳物質(zhì)作用。29/53關鍵點歸納1．作為遺傳物質(zhì)必須具備4個條件(1)在生長和繁殖過程中，能夠準確地復制自己，使前后代含有一定連續(xù)性。(2)能夠指導蛋白質(zhì)合成，從而控制生物性狀和新陳代謝過程。(3)含有貯存大量遺傳信息潛在能力。(4)結構比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生改變，而且突變以后還能繼續(xù)復制，并遺傳給后代。30/532．生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)判別31/53感悟拓展(1)一切有細胞結構生物，遺傳物質(zhì)都是DNA。(2)生物遺傳物質(zhì)是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要遺傳物質(zhì)，是針對整個生物界而言。(3)蛋白質(zhì)不可能是遺傳物質(zhì)原因：①不能進行自我復制，而且它在染色體中含量往往不固定；②分子結構也不穩(wěn)定(易變性)；③不能遺傳給后代。32/532格里菲思(F·Griffith)用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名轉化試驗，此試驗結果 ()A．證實了DNA是遺傳物質(zhì)B．證實了RNA是遺傳物質(zhì)C．證實了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)D．沒有詳細證實哪一個物質(zhì)是遺傳物質(zhì)解析格里菲思肺炎雙球菌轉化試驗只證實了加熱殺死S型菌中含有促使R型菌轉化為S型菌轉化因子，但不能證實哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。答案

D33/53赫爾希經(jīng)過T2噬菌體侵染細菌試驗證實DNA是遺傳物質(zhì)，試驗包含4個步驟；①培養(yǎng)噬菌體，②35S和32P標識細菌，③放射性檢測，④離心分離。試驗步驟先后次序為 ()A．①②③④ B．④②①③C．②①④③ D．②①③④34/53答案C解析T2噬菌體侵染細菌試驗步驟是：用放射性同位素標識細菌―→培養(yǎng)噬菌體―→離心分離噬菌體―→對噬菌體進行放射性檢測。經(jīng)過與選項對照可知答案為C。35/53命題熱點1考查不一樣生物遺傳物質(zhì)及其載體【例1】回答以下相關遺傳物質(zhì)問題：(1)人、噬菌體、煙草花葉病毒及根瘤菌中遺傳物質(zhì)核苷酸分別有多少種？ ()A．8、4、4、8B．4、4、4、4C．5、4、4、5D．8、4、5、4(2)上述四類生物中組成它們核酸核苷酸種類分別是()，這些核酸中含氮堿基種類分別是()。(答案仍從上題中選擇)36/53(3)以下相關遺傳物質(zhì)敘述正確是 ()A．DNA是全部生物遺傳物質(zhì)B．真核生物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．核酸是一切生物遺傳物質(zhì)(4)以下哪項不是蠶豆遺傳物質(zhì)載體 ()A．染色體 B．葉綠體C．線粒體 D．核糖體37/53答案(1)B(2)AC(3)D(4)D解析凡細胞生物，不論原核或真核生物，細胞中都有DNA和RNA兩種核酸，但真正起遺傳作用只有DNA，在無DNA病毒(如煙草花葉病毒、艾滋病病毒等)中，RNA才起遺傳作用。在真核細胞中，因為DNA主要存在于染色體上，故染色體是遺傳物質(zhì)主要載體，但因線粒體、葉綠體中也有少許DNA，所以線粒體、葉綠體也可作為遺傳物質(zhì)載體。38/53方法點擊確認某生物遺傳物質(zhì)屬性時，應先確認該生物是否含DNA，一切細胞生物及DNA病毒均含DNA，其遺傳物質(zhì)均為DNA，此時細胞中盡管還含RNA，但RNA不作為遺傳物質(zhì)，只有在那些無DNA生物(僅限于一些病毒)中RNA才作為遺傳物質(zhì)。在真核細胞中，DNA主要存在于細胞核內(nèi)染色體上，只有極少數(shù)DNA存在于細胞質(zhì)(線粒體、葉綠體)中，所以，遺傳物質(zhì)主要載體是染色體。39/53命題熱點2試驗考查本節(jié)試驗考點歸納總結：(1)肺炎雙球菌轉化試驗變式拓展。(2)噬菌體侵染細菌試驗變式拓展。(3)證實RNA是遺傳物質(zhì)試驗——煙草花葉病毒或一些RNA動物病毒。(4)DNA粗提取試驗考查。40/53【例2】在碩士物遺傳物質(zhì)過程中，人們做了很多試驗進行研究，包含著名“肺炎雙球菌轉化試驗”。請分析以下試驗并回答下列問題：(1)某人曾重復了“肺炎雙球菌轉化試驗”，步驟以下：a．將一部分S型細菌加熱殺死；b．制備符合要求培養(yǎng)基并均分為若干組，將菌種分別接種到各組培養(yǎng)基上(如圖漢字字說明部分)；c．將接種后培養(yǎng)基置于適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，并觀察菌落生長情況，結果如圖所表示。41/53①制備符合要求培養(yǎng)基時，除加入適當百分比水和瓊脂外，還必須加入一定量無機鹽、氮源、有機碳源、________，并調(diào)整pH。②本試驗可得出結論是：___________________。42/53(2)艾弗里等人經(jīng)過試驗證實了在上述細菌轉化過程中起作用是DNA。請利用DNA酶做試劑，選擇適當材料用具，設計試驗方案，驗證“促使R型細菌轉化成S型細菌物質(zhì)是DNA”，并預測試驗結果，得出試驗結論。①試驗設計方案：第一步：從S型細菌中提取DNA，制備符合要求培養(yǎng)基，并將盛有等量培養(yǎng)基裝置分別標號A、B、C；第二步：_________________________________；第三步：_______________________________；43/53第四步：___________________________________。②請預測試驗結果并得出合理結論：____________________________________________________。③經(jīng)過你設計試驗，還能得出新結論：______________________________________________。44/53答案①生長因子②S型細菌中“某種物質(zhì)”(轉化因子)能使R型細菌轉化成S型細菌，而且這種轉化是可遺傳(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取出S型細菌DNA，C中加入提取S型細菌DNA和DNA酶(次序可變)第三步：在三組培養(yǎng)基上分別接種等量R型細菌第四步：將接種后培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況45/53②A中只有R型細菌菌落；B中出現(xiàn)R型和S型細菌兩種菌落；C中只有R型細菌菌落。本試驗結果可證實S型細菌DNA分子可使R型細菌轉化為S型細菌③DNA只有在結構保持完整、未被破壞條件下才能含有促進R型細菌轉化為S型細菌功效解析第(1)題微生物生長需要五大營養(yǎng)要素，即水、無機鹽、碳源、氮源及生長因子；因為R型細菌和S型細菌都屬于異養(yǎng)型細菌，所以培養(yǎng)基中碳源應為有機碳源。

46/53第(2)題是驗證試驗。欲證實促進R型菌轉化物質(zhì)是DNA，可用DNA酶將S型菌DNA破壞后，看是否還能實現(xiàn)R型菌向S型菌轉化。解答可考慮以下幾個方面：①設置對照試驗：試驗組中加入提取S型細菌DNA；在對照組中，一組不加任何提取物，另一組中加入提取出S型細菌DNA和DNA酶。②單一變量控制，即培養(yǎng)細菌培養(yǎng)基中只有是否加入S型細菌DNA這一試驗變量不一樣，其余變量(如接種細菌種類、數(shù)量以及培養(yǎng)條件等)