【人教版】高中生物必修二《 3_1 DNA是主要的遗传物质》课件

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第三章 基因的本质 Content 知识要点 能力要求 DNA 是主要的遗传物质 总结人类对遗传物质的探索过程 1. 肺炎双球菌的转化实验设计思路及所体现的对照原则 2. 噬菌体侵染细菌的实验设计思路、结论 ３ . ＤＮＡ分子结构的主要特点及碱基互补配对原则的应用 ４ . ＤＮＡ分子复制过程 ５ . ＤＮＡ分子的多样性和特异性 ＤＮＡ分子的结构和复制 1. 概述ＤＮＡ分子结构的主要特点 2. 概述ＤＮＡ分子的复制 基因是有遗传效应的 DNA 片段 说明基因和遗传信息的关系 第一节 DNA是主要的遗传物质 Content S 型细菌 R 型细菌 菌落 表面 表面 菌体 多糖类的荚膜 多糖类的荚膜 毒性 有 无 一、对遗传物质的早期推测 1.时间：20世纪20年代。 2.观点：大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。 3.理由： 多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。 二、肺炎双球菌的转化实验 1.肺炎双球菌 无 蛋白质 氨基酸 光滑 粗糙 有 种类 项目 2.格里菲思的实验 （1）实验过程及现象 不死亡 死亡 S型活细菌 不死亡 死亡 S型活细菌 （2）结论：加热杀死的S型细菌中含有 ，将R型活 细菌转化为 。 转化因子 S型活细菌 3.艾弗里的实验 （1）方法：将提纯的S型细菌的 、 和 等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中。 （2）现象：只有加入 ，R型细菌才能转化为S型细菌，并且 的纯度越高，转化就越有效。 （3）结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 三、噬菌体侵染细菌的实验 1.T 2 噬菌体 （1）结构： （2）代谢特点：只能寄生在大肠杆菌体内，不能独 立地进行新陈代谢。 （3）增殖特点：在 的作用 下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成部分。 DNA 蛋白质 多糖 DNA DNA DNA DNA 蛋白质 自身遗传物质 2.实验方法： 。 3.过程及现象 （1）标记大肠杆菌 大肠杆菌+含 35 S的培养基→含 的大肠杆菌 大肠杆菌+含 32 P的培养基→含 的大肠杆菌 （2）标记T 2 噬菌体 T 2 噬菌体+含 35 S的大肠杆菌→含 的T 2 噬菌体 T 2 噬菌体+含 32 P的大肠杆菌→含 的T 2 噬菌体 （3）噬菌体侵染大肠杆菌 项目 含 35 S 的 T 2 噬菌体侵染大肠杆菌 含 32 P 的 T 2 噬菌体侵染大肠杆菌 搅拌、 离心后 上清液 放射性 放射性 沉淀物 放射性 放射性 细菌裂解后放出的 T 2 噬菌体 检测不到 标记的蛋白质 检测到 标记的 DNA 32 P 放射性同位素标记法 35 S 32 P 35 S 32 P 高 低 低 高 35 S 4.实验表明 （1）T 2 噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而 留在外面。 （2）子代T 2 噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。 5.结论： 是遗传物质，蛋白质未起到遗传作用。 四、RNA是遗传物质的实验证据 1.烟草花叶病毒的组成： 和 。 2.侵染过程 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 蛋白质 RNA 不感染病毒 感染病毒 3.结论：烟草花叶病毒的 控制其性状，即 是遗传物质。 五、生物的遗传物质 遗传物质 生物种类 结果 结论 DNA 所有细胞生物及部分病毒 绝大多数生物的遗传物质是 是主要的遗传物质 RNA 部分病毒 RNA RNA DNA DNA Content 学点一 肺炎双球菌的转化实验 1.格里菲思的体内转化实验 （1）过程及结果 Content （2）结果分析 ①组说明R型细菌无毒性； ②组说明S型细菌有毒性； ③组说明加热杀死的S型细菌已失活； ④组说明无毒的R型细菌已转化为有毒的S型细菌，即S型细菌体内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质。 （3）结论 已被加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。 2.艾弗里的体外转化实验 （1）方法 直接分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养，研究各自的遗传功能。 Content （2）过程与结果 （3）结果分析 S型细菌的DNA使R型细菌发生转化，其他物质不能使R型细菌发生转化。 （4）结果 ①DNA是遗传物质。 ②蛋白质、荚膜多糖和DNA水解物不是遗传物质。 Content 【例1】 肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述 错误的是 ( ) A.培养R型活细菌时加入S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有 荚膜的细菌 B.培养R型活细菌时加入S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生具 有荚膜的细菌 C.培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA，能够产生具有荚膜的细菌 D.培养R型活细菌时加入S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细 菌 【解析】肺炎双球菌的转化实验证明ＤＮＡ是遗传物质。培养Ｒ型活细菌时只有加入Ｓ型细菌的ＤＮＡ，Ｒ型细菌才能转化成Ｓ型细菌，而加入ＤＮＡ的完全水解产物、Ｓ型细菌的蛋白质、Ｓ型细菌的多糖类物质则均不能转化成Ｓ型细菌。 A Content 1.格里菲思实验只证明了S型细菌含有“转化因子”，但没有证明“转化因子”的本质是 。艾弗里实验证明了“转化因子”是 。 2.在培养R型细菌的培养基中加入S型细菌的DNA和DNA酶，发现R型细菌 转化成S型细菌，这说明DNA是遗传物质，组成DNA的基本成分 遗传物质。 不是 DNA DNA 没有 Content 1.从S型肺炎双球菌中提取出的DNA，与R型活菌混合培养，R型活菌繁 殖的后代中有少量S型菌体，这些S型菌体的后代均是S型，这个实 验表明DNA （ ） A.分子结构相对稳定 B.能够指导R型细菌的蛋白质合成 C.是主要的遗传物质 D.是使R型细菌发生转化的物质 D Content 学点二 噬菌体侵染细菌的实验分析 1.实验过程及结论 Content 2.噬菌体侵染细菌的过程 3.上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 （1）用 32 P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因： ①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性； ②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液的放射性含量升高。 （2）用 35 S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含 35 S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 Content 说明： ①噬菌体蛋白质含有元素S而DNA没有此元素，所以用 35 S标记蛋白质；DNA含有元素P而蛋白质没有此元素，所以用 32 P标记DNA；DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能标记C、H、O、N元素。 ②细菌内噬菌体DNA的复制和蛋白质合成所需原料、酶、能量和场所等条件均由细菌提供，但代谢活动由噬菌体DNA控制。 Content 【例2】 噬菌体侵染细菌的实验不能证明 ( ) ①ＤＮＡ分子结构的相对稳定性 ②ＤＮＡ能自我复制，使前后代保持一定的连续性 ③ＤＮＡ能指导蛋白质的合成 ④ＤＮＡ能产生可遗传的变异 ⑤ＤＮＡ是遗传物质 ⑥ＤＮＡ是主要的遗传物质 A.①②③④ B.②③⑤ C.①④⑥ D.④⑥ 【解析】噬菌体侵染细菌的实验证明了ＤＮＡ具有相对的连续性和遗传性，ＤＮＡ是遗传物质，而无法证明DNA是主要的遗传物质。 C Content 1.噬菌体侵染细菌的过程实质是噬菌体的增殖过程，该过程能证明 是遗传物质，而不能证明 是主要的遗传物质。 2.噬菌体侵染细菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地 自己；能够指导 合成，从而控制生物的性状和新陈代谢； 具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。 2.用 ３２ Ｐ标记某噬菌体的ＤＮＡ，用 ３５ Ｓ标记其蛋白质外壳，则该噬 菌体侵染细菌后新生的噬菌体中可含有 ( ) A. ３２ Ｐ B. ３５ Ｓ C. ３２ Ｐ和 ３５ Ｓ D. ３２ Ｐ和 ３５ Ｓ都没有 蛋白质 DNA DNA 复制 Ａ Content 学点三 DNA是主要的遗传物质 １.ＲＮＡ是遗传物质的证据 （1）实验材料：烟草花叶病毒组成 （2）实验过程： RNA 蛋白质 Content 2.DNA是绝大多数生物的遗传物质 （1）以DNA作为遗传物质的生物：细胞生物（原、真核生物）、DNA病毒（如T 2 噬菌体）。 （2）以RNA作为遗传物质的生物：烟草花叶病毒、流感病毒、禽流感病毒、艾滋病病毒、SARS等只含RNA的病毒。 （3）结论：DNA是主要的遗传物质（原因：绝大多数生物的遗传物质是DNA）。 Content 【例3】 下列关于生物遗传物质的叙述，哪一项是不正确的 （ ） A.核酸是一切生物的遗传物质 B.除部分病毒外，生物的遗传物质都是ＤＮＡ C.绝大多数生物的遗传物质是ＤＮＡ D.生物细胞内ＤＮＡ较多，所以ＤＮＡ是主要的遗传物质 【解析】本题重点在于正确理解ＤＮＡ是主要的遗传物质的含义。除极少数生物如烟草花叶病毒以ＲＮＡ作为遗传物质外，绝大多数生物的遗传物质是DNA。由于核酸包含ＤＮＡ和ＲＮＡ，所以Ａ、Ｂ、Ｃ均正确，Ｄ是一种不正确的认识。 Ｄ Content 1.生物体在没有 的情况下，RNA才是遗传物质。 2.细胞生物的遗传物质是 ，以RNA作为遗传物质的生物只有 。 3.车前草病毒是一种不含ＤＮＡ的病毒，其遗传物质是 （ ） A.车前草的ＤＮＡ B.车前草病毒的ＲＮＡ C.车前草的ＲＮＡ D.车前草病毒的蛋白质 病毒 DNA DNA B Content 1.“探索遗传物质的过程”中的两个实验，都是为了证明DNA是遗传物质，两者在实验设计、实验结论等方面有什么异同点？ （1）相同点 ①两个实验的思路和原理基本相同：都设法将DNA与其他物质分开，单独观察它的作用。 ②两个实验遵循的实验设计原则相同：都遵循了对照原则和单一变量原则。 (2)不同点 ①实验过程不同（略） ②实验方法不同 在肺炎双菌转化实验中，是采用直接分离法，即将S型细菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分与R型细菌混合，做体外转化实验。在噬菌体侵染细菌的实验中，是利用放射性同位素标记法，间接地将DNA和蛋白质分开。 Content ③实验的可信度不同 由于受到实验技术的限制，在肺炎双球菌的转化实验中提取的DNA，纯度最高时也含有0.02%的蛋白质。究竟是DNA、蛋白质，还是两者同时发挥作用不能明确说明，可信度不高。而在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的蛋白质外壳留在了细菌的外面，DNA分子则注入细菌细胞的内部，巧妙地将DNA和蛋白质分开，所以噬菌体侵染细菌的实验更有说服力。 1.“探索遗传物质的过程”中的两个实验，都是为了证明DNA是遗传物质，两者在实验设计、实验结论等方面有什么异同点？ Content 2.利用所学知识尝试构建本学案三维知识体系