苏教版高中生物必修二精品课件：4.1.1 肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌的实验

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1、第1课时 肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌的实验,第四章 第一节 探索遗传物质的过程,学习导航 1.结合教材，阐明肺炎双球菌的体内转化实验的过程及结论。 2.结合教材，阐明肺炎双球菌的体外转化实验的过程及结论。 3.结合教材，阐明噬菌体侵染细菌的实验。 重难点击 1.肺炎双球菌体内、体外转化实验的比较。 2.噬菌体侵染细菌的实验过程及误差分析。,课堂导入从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。其实，早在公元前3世纪，吕氏春秋中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种

2、能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质控制，并在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。,一、肺炎双球菌的转化实验,当堂检测,二、噬菌体侵染细菌的实验,内容索引,一、肺炎双球菌的转化实验,基础梳理,1.肺炎双球菌类型,光滑,粗糙,有,无,2.体内转化实验格里菲思的实验 (1)实验过程及现象,存活,死亡,S型活细菌,存活,死亡,S型活细菌,(2)结论 加热杀死的S型细菌中含有某种 ，将R型活细菌转化为S型活细菌。 这种性状的转化是可以 的。,遗传物质,遗传,3.体外转化实验艾弗里的转化实验 (1)实验结果及现象,(2)结论： 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

3、。,R型细菌,S型细菌,DNA,格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型菌，请分析： 1.已知在80100 温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？_。,问题探究,答案,DNA,答案 R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭。,(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？,答案 加热杀死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。,(2)S型活细菌是怎样产生的？,

4、答案,2.研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：,答案 有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。,(3)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？,答案,知识整合,加热杀死的S型细菌和R型活细菌一起注射到小鼠体内时， 开始时R型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌， S型活细菌逐渐增多，毒性导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。,拓展应用,1.格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的结论不正确的是 A.说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA B.说明

5、了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌 C.说明了R型活细菌是无毒性的 D.说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的,答案,解析 格里菲思实验只证明了S型细菌能使R型细菌发生转化，并没有证明DNA是遗传物质。,解析,2.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知,答案,解析,A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 B.说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性 C.和说明S型细菌的DNA是转化因子 D.说明DNA是主要的遗传物质,解析 第组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误。 第组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关。第组实验说明DNA被水解

6、后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确。 只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。,肺炎双球菌转化实验的几个易错点 (1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。 (2)加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。 (3)体内转化实验结论是S型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是DNA，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。,二、噬菌体侵染细菌的实验,基础梳理,1.实验者： 。 2.实验方法： 。 3.实验材料 (1)T2噬菌体,蛋白质

7、,DNA,赫尔希和蔡斯,放射性同位素标记法,结构(如图)：头部和尾部的外壳都是由_ _构成的，头部内含有 。,蛋白,质,DNA,特点：营 生活，在宿主细胞外 (有、没有)独立代谢能力。 生活史：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在 的作用下，利用 体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌 ，释放出子代的噬菌体。 (2)大肠杆菌：单细胞 核生物。,寄生,没有,自身遗传物质,大肠杆菌,裂解,原,4.实验过程 (1)标记T2噬菌体,大肠杆菌,噬菌体,噬菌体,大肠杆菌,(2)侵染细菌,高,低,低,高,5.实验分析 (1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中，而_

8、 留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。 6.实验结论： 才是真正的遗传物质。,DNA,蛋白质外壳,亲代的DNA,DNA,问题探究,答案 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。,结合上述实验过程分析： 1.标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？,答案 不能，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体。,2.能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？,答案,答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。,3.实验中搅拌的目的是什么？,答案,答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的

9、噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。,4.实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？,答案 搅拌不充分，有少量35S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。,5.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？,答案 (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。 (2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。,6.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？,答案,知识整合,噬菌体营寄生生活，不能直接用

10、培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒进入上清液中，大肠杆菌留在沉淀物中；如果搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时间要适当，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，时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。,拓展应用,3.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是

11、,A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐 B.若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照 C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律 D.若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质,答案,解析,解析 由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，二者为相互对照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠

12、杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。,4.如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为 A.在外壳中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外壳中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S,答案,解析,解析 用15N、32P、35S共同标记噬菌体，15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA，35S标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的

13、原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA复制，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。,“二看法”判断子代噬菌体标记情况,课堂小结,体,内,体外,DNA,DNA,当堂检测,1.1928年，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功地表明了 A.已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性 B.DNA是遗传物质 C.已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质 D.DNA是主要的遗传物质,2,3,4,5,1,答案,解析 格里菲思并没有提出遗传物质的本质。,解析,2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2

14、、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是,答案,2,3,4,1,5,解析,A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4,2,3,4,1,5,解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。,2,3,4,1,5,3.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是 A.用32P、35S标记同一

15、组T2噬菌体的DNA和蛋白质 B.该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测 C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体 D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质,答案,解析,2,3,4,1,5,解析 32P、35S分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误； 该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确； T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误； 该实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。,2,3,4,1,5,4.噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是 A.细菌的核苷酸和氨基酸

16、 B.自身的核苷酸和细菌的氨基酸 C.自身的核苷酸和氨基酸 D.自身的氨基酸和细菌的核苷酸,答案,解析 噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A正确。,解析,5.下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：,2,3,4,1,5,答案,解析,(1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是_。,BDAEC,解析 噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面； 侵入：噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用； 生物合成在细菌体内，以噬菌体的DNA为模

17、板，利用细菌的化学成分合成噬菌体的DNA和蛋白质分子； 组装：新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体(结构、成分相同)；,2,3,4,1,5,释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的DNA参与(蛋白质未参与)，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。,2,3,4,1,5,(2)图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是_，注入细菌体内的物质是_。 (3)图中E表明_。 (4)噬菌体侵染细菌实验得出了_是遗传物质的结论。,2,3,4,1,5,答案,蛋白质外壳,噬菌体DNA,噬菌体复制完成(产生性状完全相同的噬菌体后代),DNA,