第六单元--课时1--人类对遗传物质的探索过程.ppt

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录,学科素养,课程标准,学习指导,1.,生命观念,:DNA,分子作为遗传物质所具有的特征。,2.,科学思维,:,解释实验现象,分析实验结果。,3.,科学探究,:,人类对遗传物质的探索相关实验。,4.,社会责任,:,树立预防疾病的理念,宣传健康的生活方式。,1.,理解人类对遗传物质的探索过程。,2.,能综合运用相关知识对实验进行分析、判断、推理和评价。,3.,运用实验中的科学思维方法解决实际生活中的问题。,遗传物质的探索能很好地体现科学研究的方法,应特别注意实验探究能力、分析能力和表达能力的培养。在分析实验时要与遗传规律紧密联系起来,从分子水平上来理解遗传规律,同时注意总结与之相结合的题型。,考点,1,蛋白质是遗传物质的猜测,理由,:,蛋白质是生物大分子,由多种氨基酸组成,;,组成蛋白质的氨基酸,多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息。,考点,2,肺炎双球菌的转化实验,1.,格里菲思的体内转化实验,实验过程,:,实验结论,:S,型细菌有毒性,R,型细菌无毒,性,;,被加热杀死的,S,型细菌中,含有能使,R,型活细菌转化为,S,型活细菌的,转化因子,。,2.,艾弗里的体外转化实验,实验过程与现象,:,实验结论,:,促使,R,型细菌转化为,S,型细菌的转化因子是,DNA,。,考点,3,噬菌体侵染细菌的实验,赫尔希和蔡斯的实验,1.T,2,噬菌体的特点,(1),结构与组成,(2),生活方式,:,寄生在,大肠杆菌,细胞内。,(3),增殖特点,:,在,自身,DNA,的作用下,利用大肠杆菌细胞内的物质合成自身的组成成分,进行大量增殖。,2.,实验方法,:,同位素标记法,。,3.,实验过程与现象,:,培养含,32,P,的大肠杆菌,含,32,P,的噬菌体,4.,实验结论,:,噬菌体,DNA,进入大肠杆菌细胞内,蛋白质没有进入,DNA,是遗传物质。,未被标记的大肠杆菌,时间保温后,搅拌、离心,沉淀物放射性,很高,上清液放射性,很低,考点,4,烟草花叶病毒感染实验,1.,烟草花叶病毒的组成,:,由,RNA,和蛋白质,组成。,2.,实验过程与现象,:,3.,实验结论,:,RNA,是烟草花叶病毒的遗传物质。,考点,5,DNA,是主要的遗传物质,真核生物、原核生物以及,DNA,病毒的遗传物质是,DNA,RNA,病毒的遗传物质是,RNA,所以说,DNA,是主要的遗传物质。,1.,肺炎双球菌转化实验的实质和分析,(1),转化的实质是基因重组而非基因突变,:,肺炎双球菌转化实验是指,S,型细菌的,DNA,片段整合到,R,型细菌的,DNA,中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。,(2),转化的只是少部分,R,型细菌,:,由于转化受到,DNA,的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的,R,型细菌都转化成,S,型细菌,而只是少部分,R,型细菌转化成,S,型细菌。,2.,标记噬菌体侵染细菌实验中的误区,(1),该实验不能标记,C,、,H,、,O,、,N,这些,DNA和蛋白质共有的元素,否则无法将,DNA,和蛋白质区分开。,(2),35,S(,标记蛋白质,),和,32,P(,标记,DNA),不能同时标记在同一噬菌体上,因为进行放射性检测时只能检测到存在部位,而不能确定是何种元素的放射性。,(3),同位素标记病毒的方法,:,先标记宿主细胞,再让病毒侵染宿主细胞,利用宿主细胞中含标记物的原料合成子代病毒,从而使病毒被标记。以用,32,P,标记噬菌体为例说明,第一步,:,用含,32,P,的培养基培养大肠杆菌,得到含,32,P,的大肠杆菌,;,第二步,:,让噬菌体侵染含,32,P,的大肠杆菌,得到含,32,P,的噬菌体。,3.,噬菌体侵染细菌过程中同位素标记情况项目,DNA,蛋白质,DNA,和蛋白质,噬菌体,32,P,35,S,14,C,、,3,H,、,18,O,、,15,N,细菌,31,P,32,S,12,C,、,1,H,、,16,O,、,14,N,子代噬菌体,32,P,、,31,P,32,S,14,C,、,3,H,、,18,O,、,15,N,、,12,C,、,1,H,、,16,O,、,14,N,4.“DNA,是主要的遗传物质,”,警示,一种生物只有一种遗传物质。由于大多数生物的遗传物质是,DNA,少数生物,(,病毒,),的遗传物质是,RNA,所以说,“DNA,是主要的遗传物质,”,。,(1),非细胞生物,:,只含有,RNA,的,如艾滋病病毒、,SARS,病毒等遗传物质是,RNA;,只含有,DNA,的,如噬菌体、天花病毒等遗传物质是,DNA,。,(2),细胞生物,:,不论是原核生物还是真核生物,遗传物质均为,DNA,。,13,悟剑：课堂精讲,真题体验,体系构建,考点巧讲,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,目 录,考点,1,肺炎双球菌的转化实验,1.,肺炎双球菌的类型,菌落,荚膜,毒性,S,型细菌,表面光滑,有,有,R,型细菌,表面粗糙,无,无,2.,格里菲思实验与艾弗里实验的比较,实验,格里菲思的实验,艾弗里的实验,培养细菌,小鼠,(,体内,),培养基,(,体外,),实验对照,R,型细菌和,S,型细菌毒性对照,S,型细菌各成分作用的相互对照,观察指标,小鼠是否死亡,培养基中菌落的类型,结论,S,型细菌细胞内有,“,转化因子,”,转化因子是,DNA,联系,所用实验材料都是,R,型和,S,型肺炎双球菌,;,体内转化实验是基础,;,都遵循对照原则、单一变量原则,1.,理解肺炎双球菌转化实验的原理,(1),肺炎双球菌转化的实质是基因重组而非基因突变。,“,转化,”,是因,S,型细菌的,DNA,片段整合到,R,型细菌的,DNA,分子中,即发生了基因重组,使受体细胞获得了新的遗传信息。,(2),加热杀死,S,型细菌的过程中,并没有使,DNA,完全失去活性,只是使蛋白质变性失活。,2.,肺炎双球菌转化实验结论的分析,(1),格里菲思实验只能证明加热杀死的,S,型细菌中含有转化因子,不能证明,DNA,是遗传物质。,(2),肺炎双球菌的转化实验中并不是所有的,R,型细菌都被转化成,S,型细菌,而是只有少部分,R,型细菌转化成,S,型细菌。,例,1,(2018,年长沙模拟,),已知有荚膜的肺炎双球菌可使动物患致死性肺炎,无荚膜的肺炎双球菌不会使动物患肺炎。现从有荚膜的肺炎双球菌体内提取出,DNA,、蛋白质、荚膜多糖等物质,分别加入培养无荚膜细菌的培养液中,一段时间后将培养液注射到小鼠体内,则图中结果错误的是,(,),。,D,答案,解析,解析,从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中,只有,DNA,才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌,使小鼠死亡。,DNA,酶会使,DNA,水解,致使无荚膜的肺炎双球菌不能转化为有荚膜的肺炎双球菌,小鼠应表现正常。,例,2,艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,一些科学家认为,“DNA,可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用,”,。同时代的生物学家哈赤基斯从,S,型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型菌,(,记为抗,-S),提取出它的,DNA,将其,DNA,与对青霉素敏感的,R,型细菌,(,记为非抗,-R),共同培养。结果发现,某些非抗,-R,型细菌已被转化为抗,-S,型细菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析中,错误的是,(,),。,A.,实验证明,细菌中一些与荚膜形成无关的性状,(,如抗药性,),也会发生转化,B.,抗,-S,型细菌的,DNA,中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因,C.,实验结果表明,上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的,D.,非抗,-R,型细菌转化为抗,-S,型细菌是基因突变的结果,答案,解析,D,解析,将抗,-S,型细菌的,DNA,与非抗,-R,型细菌共同培养,结果某些非抗,-R,型细菌转化为抗,-S,型细菌并能稳定遗传,实验证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状,(,如抗药性,),也会发生转化,A,项正确,;,由题意可知,抗,-S,型细菌的,DNA,中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因,B,项正确,;,实验结果表明,上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的,C,项正确,;,非抗,-R,型细菌转化为抗,-S,型细菌是基因重组的结果,D,项错误。,考点,2,噬菌体侵染细菌的实验,赫尔希和蔡斯的实验,1.T,2,噬菌体的增殖过程,模板,:,进入细菌体内的噬菌体,DNA,。,合成子代噬菌体的原料,:,大肠杆菌提供的脱氧核苷酸和氨基酸。,2.,理解如何标记噬菌体,(1),先标记大肠杆菌,(2),再标记噬菌体,3.,实验过程与现象,4.,艾弗里的实验,(,甲,),和赫尔希、蔡斯的实验,(,乙,),的比较,相,同,点,实验思路,设法将,DNA,与其他物质分开,单独研究各自的功能,但分开的方式不同,设计原则,都遵循了对照原则,结论能证明,DNA,是遗传物质,但不能证明,DNA,是主要的遗传物质,不,同,点,DNA,与其,他,物质分开的方法,甲,直接将,S,型细菌的,DNA,、蛋白质等分离,分别与,R,型细菌混合培养,乙,利用噬菌体侵染时自然分离,并通过放射性同位素标记来检测,结论,甲实验,:,证明,DNA,是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。,乙实验,:,证明,DNA,是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内,1.,用以标记的放射性元素的选择,选择,DNA,、蛋白质特有的元素作为标记的放射性元素。,2.,对,“,实验,”,中的上清液和沉淀物中异常放射性的分析,(1),32,P,噬菌体侵染大肠杆菌2),35,S,噬菌体侵染大肠杆菌,:,3.,关于,“,噬菌体侵染细菌实验,”,试题中放射性问题的分析技巧,“,两看法,”,例,3,(2018,年江西联考,),某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下,4,个实验,:,用,35,S,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,用未标记的噬菌体侵染,35,S,标记的细菌,用,15,N,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,用,32,P,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,以上,4,个实验均在适宜时间后搅拌和离心,检测到标记元素的主要部位分别是,(,),。,A.,上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液,B.,沉淀物、上清液、沉淀物和上清液上清液,C.,沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液,D.,上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物,答案,解析,D,解析,用,35,S,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,因为蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,故搅拌、离心后,标记元素主要分布于上清液中。用未标记的噬菌体侵染,35,S,标记的细菌,搅拌、离心后,35,S,还在大肠杆菌中,标记元素主要在沉淀物中。用,15,N,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于核酸和蛋白质都含氮,故搅拌、离心后,上清液和沉淀物中都有标记元素。用,32,P,标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于,DNA,被注入大肠杆菌中,故搅拌、离心后,标记元素主要在沉淀物中。综上分析,A,、,B,、,C,项错误,D,项正确。,例,4,(2018,年盐城模拟,),下图是,“,用,32,P,标记的,T,2,噬菌体侵染大肠杆菌,”,实验示意图。下列有关叙述正确的是,(,),。,A.,锥形瓶内的培养液中有含,32,P,的物质,用,32,P,标记噬菌体,B.,过程,的目的是使噬菌体的外壳与大肠杆菌分离,C.,若只有,C,中含大量放射性,可直接证明噬菌体的遗传物质是,DNA,D.,实验中,B,对应部分有少量放射性,可能的原因是搅拌不充分,答案,解析,B,解析,本实验是用,32,P,标记的,T,2,噬菌体侵染大肠杆菌,因此图中亲代噬菌体已用,32,P,标记,培养大肠杆菌的培养液中不能用放射性标记的含,32,P,的物质,A,项错误,;,过程,为搅拌,目的是使噬菌体的外壳与大肠杆菌分离,B,项正确,;,若只有沉淀物,C,中含大量放射性,可证明噬菌体的,DNA,侵入了大肠杆菌,但若要证明噬菌体的遗传物质是,DNA,必须还要再设计一组用,35,S,标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验进行对照,C,项错误,;,若,B(,上清液,),中出现放射性,可能的原因是培养时间过短,部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞,或培养时间过长,造成部分大肠杆菌裂解,D,项错误。,考点,3 DNA,是主要的遗传物质,1.,生物的遗传物质归纳,生物,所含核酸,所含核苷酸,含氮碱基,遗传物质,结论,细胞生物,(,原核、真,核生物,),8,种,:4,种核糖核苷酸,;4,种脱氧核苷酸,5,种,:A,、,T,、,C,、,G,、,U,均为,DNA,DNA,是主要的遗传物质,病,毒,DNA,病毒,1,种,为,DNA,4,种脱氧核苷酸,4,种,:A,、,T,、,C,、,G,DNA,RNA,病毒,1,种,为,RNA,4,种核糖核苷酸,4,种,:A,、,U,、,C,、,G,RNA,2.,特别强调,(1),凡含,DNA,的生物,不论其有无,RNA,其遗传物质均为,DNA,。,(2),只有针对,“,所有生物,”,时方可描述为,“DNA,是主要的遗传物质,”,。若只针对某种生物,其遗传物质只有一种,即,DNA,或,RNA,。,例,5,下列关于,“DNA,是主要的遗传物质,”,的叙述,正确的是,(,),。,A.T,2,噬菌体的遗传物质初步水解将产生,4,种脱氧核苷酸,B.“,肺炎双球菌转化实验,”,证明了,DNA,是主要的遗传物质,C.,大多数原核生物的遗传物质是,DNA,少数是,RNA,D.,细胞生物的遗传物质是,DNA,非细胞生物的遗传物质是,RNA,答案,解析,A,解析,T,2,噬菌体的遗传物质是,DNA,初步水解将产生,4,种脱氧核苷酸,A,项正确,;“,肺炎双球菌转化实验,”,和,“,噬菌体侵染细菌实验,”,都证明了,DNA,是遗传物质,B,项错误,;,原核生物和真核生物的遗传物质都是,DNA,C,项错误,;,细胞生物的遗传物质都是,DNA,非细胞生物,(,病毒,),的遗传物质是,DNA,或,RNA,D,项错误。,例,6,将,TMV,型病毒的蛋白质与,HRV,型病毒的,RNA,结合在一起,组成一个组合型病毒,用其感染烟草,则在烟草体内分离出的子代病毒为,(,),。,A.TMV,型蛋白质和,HRV,型,RNA,B.HRV,型蛋白质和,TMV,型,RNA,C.TMV,型蛋白质和,TMV,型,RNA,D.HRV,型蛋白质和,HRV,型,RNA,答案,解析,D,解析,TMV,与,HRV,型病毒的遗传物质都是,RNA,将,HRV,型病毒的,RNA,与,TMV,型病毒的蛋白质结合在一起,组成一个新品系。由于这种新品系病毒的遗传物质是,RNA,用其感染烟草,其遗传物质,RNA,会在烟草体内利用烟草的化学成分来合成,RNA,并以此,RNA,为模板来合成相应的蛋白质外壳,所以子代病毒的,RNA,和蛋白质都应是,HRV,型的,故选,D,项。,1.(2018,年浙江高考,),下列关于,“,核酸是遗传物质的证据,”,的相关实验的叙述,正确的是,(,),A.,噬菌体侵染细菌实验中,用,32,P,标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性,B.,肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R,型肺炎双球菌转化为,S,型菌是基因突变的结果,C.,肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S,型菌的,DNA,使,R,型菌转化为,S,型菌,说明DNA,是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,D.,烟草花叶病毒感染和重建实验中,用,TMVA,的,RNA,和,TMVB,的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到,A,型病毒,说明,RNA,是,TMVA,的遗传物质,答案,解析,D,解析,噬菌体侵染细菌实验中,用,32,P,标记的是噬菌体的,DNA,而,DNA,进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A,项错误,;,肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R,型肺炎双球菌转化为,S,型菌是基因重组的结果,B,项错误,;,肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S,型菌的,DNA,使,R,型菌转化为,S,型菌,说明,DNA,是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质,C,项错误,;,烟草花叶病毒感染和重建实验中,用,TMVA,的,RNA,和,TMVB,的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到,A,型病毒,说明,RNA,是,TMVA,的遗传物质,D,项正确。,2.(2017,年全国,高考,),在证明,DNA,是遗传物质的过程中,T,2,噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是,(,),。,A.T,2,噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖,B.T,2,噬菌体病毒颗粒内可以合成,mRNA,和蛋白质,C.,培养基中的,32,P,经宿主摄取后可出现在,T,2,噬菌体的核酸中,D.,人类免疫缺陷病毒与,T,2,噬菌体的核酸类型和增殖过程相同,答案,解析,C,解析,T,2,噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,只能在大肠杆菌中复制和增殖,A,项错误,;T,2,噬菌体要借助宿主细胞合成,mRNA,和蛋白质,B,项错误,;,用含,32,P,的培养基培养大肠杆菌,再用含,32,P,标记的大肠杆菌培养,T,2,噬菌体,能将,T,2,噬菌体的,DNA,标记上,32,P,即培养基中的,32,P,经宿主摄取后可出现在,T,2,噬菌体的核酸中,C,项正确,;,人类免疫缺陷病毒,(HIV),的遗传物质是,RNA,T,2,噬菌体的遗传物质是,DNA,D,项错误。,3.(2017,年全国,高考,),根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为,RNA,病毒和,DNA,病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。,假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出,(1),实验思路,(2),预期实验结果及结论即可。,(,要求,:,实验包含可相互印证的甲、乙两个组,),答案,解析,(1),实验思路,甲组,:,将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。,乙组,:,将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。,(2),结果及结论,若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为,RNA,病毒,;,反之为,DNA,病毒。,解析,本题考查学生实验探究的能力,试题较为开放。依据题干信息和所学科学实验的探究方法和原则,首先明确实验目的,:,探究此新病毒的遗传物质类型。可知此实验是一个探究实验,其结果和结论不确定。依据病毒遗传物质的不同,可将病毒分为,DNA,病毒和,RNA,病毒,则探究病毒的遗传物质类型,其实也就变成了区分,DNA,和,RNA,的不同。,DNA,和,RNA,的不同有两点,:,五碳糖不同,DNA,为脱氧核糖,RNA,为核糖,;,含氮碱基,DNA,有,T,无,U,RNA,有,U,无,T,。题干明确指出,“,假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,”,则我们应该从碱基角度来区分,DNA,和,RNA,而不是从五碳糖来区分。用什么方法呢,?,题干又给出了信息,:,放射性同位素标记的方法。那么我们如何将此新病毒的遗传物质带上放射性标记呢,?,这就涉及病毒的培养,病毒是营完全寄生生活的,只能利用活的宿主细胞进行培养。,感谢观看 下节课再会,GANXIE GUANKAN XIAJIEKE ZAIHUI,