高考生物 第3章 第1講 基因的本質課件 新人教版必修2.ppt

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必修② 遺傳與進化 第三章 基因的本質,,,,,第一講 DNA是主要的遺傳物質,,課前自主學習,,,課堂互動探究,肺炎雙球菌的轉化實驗,2．體外轉化——艾弗里 (1)過程及結果： (2)結論： ①S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生轉化。 ②S型細菌的其他物質不能使R型細菌發(fā)生轉化。,3．體內轉化與體外轉化的關系 體內轉化實驗說明S型細菌體內有轉化因子，體外轉化實驗進一步證明轉化因子是DNA。,4．體內轉化與體外轉化比較,5.相關問題分析 (1)加熱殺死的S型細菌，其蛋白質變性失活，但DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打斷，但緩慢冷卻時，其結構可恢復。 (2)轉化的實質是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現了基因重組。 (3)轉化后形成的S型細菌可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質。,1．(2013·東城區(qū)質檢)在艾弗里證明遺傳物質是DNA的實驗中，將從S型活細菌中提取的DNA用DNA酶進行了處理，并將處理后的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)，結果發(fā)現培養(yǎng)基上僅有R型細菌生長。設置本實驗步驟的目的是( ) A．證明R型細菌生長不需要DNA B．與“以S型細菌的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照,C．補充R型細菌生長所需要的營養(yǎng)物質 D．直接證明S型細菌DNA不是促進R型細菌轉化的因素 解析：將從S型活細菌中提取的DNA用DNA酶進行處理，并將處理后的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)的目的是與“以S型細菌的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照，確保單一變量。 答案：B,2．(2013·江蘇高考)下列關于生命科學研究方法與發(fā)展過程的敘述，正確的是( ) A．細胞學說從一個方面揭示了生物界的統一性 B．標志重捕法解決了活動性不強的動物取樣方法上的難題 C．格里菲斯的肺炎雙球菌轉化實驗直接證明了DNA是遺傳物質 D．按孟德爾方法做雜交實驗得到的不同結果證明孟德爾定律不具有普遍性,解析：標志重捕法用于活動能力較強的動物的取樣；格里菲斯的肺炎雙球菌轉化實驗說明了“轉化因子”的存在，但未說明DNA是遺傳物質；孟德爾定律在生物有性生殖中具有普遍性。 答案：A,噬菌體侵染細菌的實驗,2．實驗方法 放射性同位素標記法。標記結果如下表。,3.實驗過程及結果 (1)標記噬菌體：用分別含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用培養(yǎng)的細菌培養(yǎng)T2噬菌體，分別得到蛋白質被35S標記和DNA被32P標記的噬菌體。 (2)噬菌體侵染細菌：,4．結果分析 (1)噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌細胞中，而蛋白質外殼留在外面。 (2)子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳的。 5．結論 DNA是遺傳物質。,6．上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因： ①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，上清液中出現放射性。 ②噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現放射性。,(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。,7．與肺炎雙球菌轉化實驗的比較,[特別提醒] 因噬菌體蛋白質含有DNA沒有的特殊元素S，所以用35S標記蛋白質；DNA含有蛋白質沒有的元素P，所以用32P標記DNA；因DNA和蛋白質都含有C、H、O、N元素，所以此實驗不能用C、H、O、N作為標記元素。,3．(2013·蘇北模擬)赫爾希通過T2噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質，實驗主要包括4個步驟： ①將35S和32P標記的噬菌體分別與細菌混合培養(yǎng) ②用35S和32P分別標記噬菌體 ③放射性檢測 ④離心分離 實驗步驟的正確順序為( ) A．①②④③ B．④②①③ C．②①④③ D．②①③④,解析：實驗過程是用35S和32P分別標記噬菌體，然后與細菌混合培養(yǎng)，再離心分離，進行放射性檢測。 答案：C,4．關于“噬菌體侵染細菌的實驗”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標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標記的噬菌體侵染細菌實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質,解析：噬菌體是寄生生物，一般的培養(yǎng)基無法培養(yǎng)噬菌體；在用35S和32P標記的噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌時，保溫培養(yǎng)的時間不能過長，否則子代噬菌體會從大腸桿菌中釋放出來，從而影響實驗結果；用35S標記的噬菌體侵染細菌實驗中，沉淀物中有少量放射性是因為攪拌不充分，使含35S的蛋白質外殼殘留在細菌上；噬菌體侵染細菌的實驗只能說明DNA是遺傳物質，不能證明蛋白質是不是遺傳物質。 答案：C,1．煙草花葉病毒感染煙草實驗,DNA是主要的遺傳物質,2.DNA是主要的遺傳物質 結論：由于絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質。,5．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙草葉，但二者致病病斑不同(如下圖A)，試分析圖B中(a)、(b)、(c)三個實驗并回答問題。,(1)(a)表示用________感染煙草葉，結果________。 (2)(b)表示用________感染煙草葉，結果________。 (3)(c)表示用________感染煙草葉，結果________。 (4)(d)表示由人工合成的新病毒，其產生的后代是________型。 (5)整個實驗說明_______________________________ _________________________________________。,解析：解題的關鍵在于讀懂題圖所表示的含義：圖B中(a)為用TMV的蛋白質外殼去感染煙草葉，結果煙草葉未被感染；(b)為用HRV的RNA去感染煙草葉，使煙草葉被感染，表現出被HRV感染的癥狀；(c)表示用“雜種病毒”去感染煙草葉，被感染的煙草葉表現出HRV感染的癥狀；(d)表示由TMV蛋白質外殼和HRV的RNA組成的“雜種病毒”在煙草葉中增殖產生的后代為HRV型。在對照中，顯示了HRV的性狀遺傳是由RNA控制的。,答案：(1)TMV的蛋白質外殼 無病斑 (2)HRV的RNA 出現HRV感染煙草葉的病斑 (3)TMV的蛋白質外殼和HRV的RNA合成的新病毒 出現HRV感染煙草葉的病斑 (4)HRV (5)RNA是遺傳物質而蛋白質不是遺傳物質,,實驗技能提升,6．2010年11月26日日本千葉縣政府宣布，該縣一所小學近日發(fā)生諾瓦克病毒集體感染事件，200多名患者出現腹瀉和嘔吐等病狀。 要研制諾瓦克病毒疫苗，必須知道其大分子組成，設計實驗探究其物質組成。 (1)實驗原理： ①RNA溶液在鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色。 ②蛋白質溶液與________反應顯________色。 ③________________________________________。,(2)實驗步驟： ①用三支潔凈的試管分別取等量含有諾瓦克病毒的溶液，編號A、B、C。 ②向A試管中滴加適量的二苯胺試劑，水浴加熱。 ③向B試管中滴加適量濃鹽酸與苔黑酚，加熱。 ④向C試管中___________________________。 (3)請設計一個表格并記錄實驗結果。 (4)實驗結論________________________________。,解析：諾瓦克病毒由蛋白質外殼和核酸組成，核酸包括DNA和RNA，要鑒定這些大分子物質，可利用某些化學試劑與這些物質發(fā)生顏色反應，根據特定的顏色，判斷該病毒中是否含有這些大分子成分。 設計表格方便記錄實驗結果，利用實驗結果分析，并得出結論。,答案：(1)②雙縮脲試劑 紫 ③DNA溶液與二苯胺試劑共熱顯藍色 (2)④加適量的雙縮脲試劑，振蕩 (3)表格如下： (4)諾瓦克病毒的大分子組成為RNA和蛋白質 注：(3)、(4)其他答案也可，但表格內容要與結論一致。,1．(2012·江蘇高考)人類對遺傳物質本質的探索經歷了漫長的過程，下列有關敘述正確的是( ) A．孟德爾發(fā)現遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學本質 B．噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉化實驗更具說服力,C．沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數不等于嘌呤數 D．煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質是RNA 解析：孟德爾提出遺傳因子的概念，但沒有證明遺傳因子的化學本質，DNA雙螺旋中嘧啶數＝嘌呤數；煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。 答案：B,2．(2013·新課標全國卷Ⅱ)在生命科學發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質的實驗是( ) ①孟德爾的豌豆雜交實驗 ②摩爾根的果蠅雜交實驗 ③肺炎雙球菌轉化實驗 ④T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗 ⑤ DNA的X光衍射實驗 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤,解析：孟德爾通過豌豆雜交實驗，發(fā)現了遺傳規(guī)律；摩爾根的果繩雜交實驗證明基因在染色體上；根據DNA的X光衍射實驗數據，建立了DNA的結構。 答案：C,3．艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，都能證明DNA是遺傳物質，對這兩個實驗的研究方法可能有：①設法把DNA與蛋白質分開，研究各自的效應；②放射性同位素標記法。下列有關敘述正確的是( ) A．兩者都運用了①和② B．前者運用了①，后者運用了② C．前者只運用了②，后者運用了①和② D．前者只運用了①，后者運用了①和②,解析：艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗設法把DNA與蛋白質分開，研究各自的效應。而赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗也是把DNA與蛋白質分開，研究各自的效應，并且還運用了放射性同位素標記法。 答案：D,4．在證明DNA是遺傳物質的實驗中，赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標記噬菌體的DNA和蛋白質，在圖中標記元素所在部位依次是( ) A．①、④ B．②、④ C．①、⑤ D．③、⑤,,解析：DNA的基本單位是脫氧核苷酸，32P標記的部位是①磷酸基，脫氧核糖和含氮堿基不含P；35S標記的是蛋白質的R基團，其他部位不含S。 答案：A,5．下列有關實驗及實驗結論的敘述中，錯誤的是( ),解析：“S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，離心后獲得的上清液的放射性很高，不能說明DNA是遺傳物質。 答案：B,6．如圖是科學家為了弄清轉化因子的本質而做的實驗，則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的是 ( ),,A．實驗一 B．實驗二 C．實驗三 D．實驗一和三 解析：實驗二中加入的DNA酶能水解S型細菌的DNA，R型細菌不能轉化為S型細菌，所以實驗二的培養(yǎng)皿中只有一種菌落。 答案：B,7．1928年，英國科學家利用小鼠做了如下的實驗： 實驗1：R型活細菌＋小鼠→小鼠存活； 實驗2：S型活細菌＋小鼠→小鼠死亡→分離出S型活細菌； 實驗3：加熱后殺死的S型細菌＋小鼠→小鼠存活； 實驗4：加熱后殺死的S型細菌＋R型活細菌＋小鼠→小鼠死亡。,請回答下列相關問題： (1)在實驗4中從死亡的小鼠體內能夠分離出______________細菌。 (2)除了用注射法，通過觀察小鼠的生活情況來區(qū)分R型和S型細菌外，你還可以利用怎樣的方法來區(qū)別R型和S型細菌？_____________________,(3)如圖為實驗4中小鼠體內R型細菌的增長曲線，請在圖中繪出S型細菌的增長情況。(用虛線繪制) (4)通過該實驗獲得的結論是_______________。 (5)一段時間后，給實驗3中的小鼠注射S型活細菌，請預測該小鼠的生活情況：________；并分析其原因：_____ _____________________。,,解析： (1)在實驗4中，小鼠的死亡是部分R型細菌轉化成S型細菌的結果，故從死亡的小鼠體內能夠分離出R型和S型種細菌。(2)除了運用注射法，通過觀察小鼠是否死亡來區(qū)分R型和S型細菌外，也可以通過培養(yǎng)細菌，直接觀察細菌的菌落特征進行判斷，以及借助顯微鏡觀察細菌有無莢膜來判斷。,(3)繪圖時需要注意：①S型細菌種群將呈現“S”型增長曲線；②S型細菌的初始數量應為0，體現轉化從無到有的過程；③S型細菌應先于R型細菌開始增長，且最后數量要多于R型細菌。(4)該實驗證明了S型細菌中存在著轉化因子，但不能證明DNA就是遺傳物質。(5)一段時間后，給實驗3中的小鼠注射S型活細菌，小鼠不會死亡，因為先前注射的加熱后殺死的S型細菌相當于抗原，小鼠體內會產生相應的抗體和記憶細胞，能夠殺死注射的S型活細菌。,答案：(1)S型和R型 (2)顯微鏡下觀察細菌有無莢膜(或在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察菌落特征，若菌落表面光滑，則為S型；若菌落表面粗糙，則為R型) (3)如圖 (4)S型細菌中存在著轉化因子 (5)存活 加熱后殺死的S型細菌相當于疫苗，能刺激小鼠產生大量的抗體和記憶細胞,,8．某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時，用放射性同位素標記某個噬菌體和細菌的有關結構或物質(如下表所示)。產生的n個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。,(1)子代噬菌體的DNA應含有表中的________和________元素，各有________個和________個。 (2)子代噬菌體中，只含32P的有________個；只含31P的有________個；同時含有32P、31P的有________個。 (3)子代噬菌體的蛋白質分子中都沒有________元素，由此說明__________________________；子代噬菌體蛋白質都含有________元素，這是因為____________ ______________。,解析：由于細菌細胞中核苷酸含31P，而噬菌體核酸中含32P，細菌氨基酸含35S，噬菌體蛋白質含32S，噬菌體侵染細菌時，其蛋白質外殼留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌體所需的原料均來自宿主細胞，因此，每個噬菌體侵染細菌所形成的子代噬菌體的DNA中，只有2個含親代噬菌體的DNA模板鏈，其余均只含31P，而蛋白質外殼應全是由細菌提供的原料構建的，即全含35S。,答案：(1)31P 32P n 2(或32P 31P 2 n) (2)0 n－2 2 (3)32S 噬菌體侵染細菌時，蛋白質外殼沒有進入細菌內 35S 子代噬菌體的蛋白質外殼是以細菌內35S標記的氨基酸為原料合成的,