浙科版高中生物必修2课件:第三章 第一节 核酸是遗传物质的证据
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1、第三章 遗传的分子基础,第一节 核酸是遗传物质的证据,学习目标 1.概述噬菌体侵染细菌的实验,体会实验方法与技术的多样性。 2.概述肺炎双球菌的转化实验,感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。 3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验,认同模型法是进行科学研究的重要方法。,内容索引,新知导学,达标检测,新知导学,一、噬菌体侵染细菌的实验,1.染色体的化学成分,_,RNA,蛋白质,组蛋白 非组蛋白,2.噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验材料:T2噬菌体。,结构,构成的外壳分子位于头部内,特点:专门寄生在 体内的病毒。,DNA,蛋白质,DNA,细菌,(2)实验思路:用不同的放射性同位素分别标记 和 ,直接单独
2、地去观察它们的作用。 (3)实验过程,蛋白质,DNA,含放射性物质,离心,检测,几乎不含放射性物质,含放射性物质,(4)实验说明及结论,无,无,有,有,DNA是遗传物质,归纳总结,1.含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。 2.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。 3.35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测时只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。 4.搅拌是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,经过离心,噬菌体颗粒到了上清液中
3、,细菌留在沉淀物中。,5.上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 (1)用32P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: 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。 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,也会使上清液出现放射性。 (2)用35S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35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。,例1 (2018杭州模拟)下列关于“T2噬菌体侵染细菌实验”的叙述错误的是 A
4、.用含32P的化合物培养大肠杆菌后,大肠杆菌中只有核酸含32P B.要用32P标记噬菌体,可用含32P的细菌培养噬菌体 C.35S标记的噬菌体侵染细菌后,不搅拌就离心所得沉淀中有放射性 D.若T2噬菌体的壳体也进入细菌,则无法证明DNA是遗传物质,答案,解析,解析 细胞中含P的化合物有核酸、磷脂等,所以用含32P的化合物培养大肠杆菌后,大肠杆菌中不只是核酸含32P,A错误; T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,不能用培养基直接培养,要用32P标记噬菌体,可用含32P的细菌培养噬菌体,B正确; 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌后,搅拌使蛋白质外壳与细菌分开,所以不搅拌就离心
5、所得沉淀中有放射性,C正确; 若T2噬菌体的壳体也进入细菌,则细菌中含有噬菌体的DNA和蛋白质,因而无法证明DNA是遗传物质,D正确。,例2 如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后,让其侵染细菌,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 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
6、细菌中以噬菌体DNA为模板,利用细菌的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。,答案,解析,方法点拨,“二看法”判断子代噬菌体标记情况,二、肺炎双球菌转化实验,1.肺炎双球菌,光滑,粗糙,有荚膜,无荚膜,有毒性,无毒性,2.活体细菌转化实验 (1)实验过程和现象,(2)结论:加热杀死的S型菌有某种物质(“转化因子”)能使R型活菌转化成活的 菌。,死亡,存活,存活,死亡,S型,不能转化,蛋白质,DNA,能转化,不能转化,不能转化,(3)特点:DNA纯度越高,转化效率就 。 (4)实验结论: 是遗
7、传物质。,3.离体细菌转化实验 (1)实验材料:R型菌、S型菌。 (2)实验过程及结果:,越高,DNA,归纳总结,1.肺炎双球菌活体细菌转化实验和离体细菌转化实验的比较和分析,2.实验拓展分析 (1)加热杀死S型菌的过程中,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恢复又逐渐恢复活性。 (2)R型菌转化成S型菌的实质是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组,表现出S型菌的性状。 (3)转化后形成的S型菌的性状可以遗传下去,说明S型菌的DNA是遗传物质。,例3 利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行如右图所示的处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。相关说法不
8、正确的是,答案,解析,A.通过e、f对照,能说明“转化因子”是DNA而不是蛋白质 B.f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌 C.由该实验可证明DNA是主要的遗传物质 D.b、c、f三组中的菌均可导致小鼠死亡,解析 从图示实验过程看出,通过e、f对照,能说明“转化因子”是DNA而不是蛋白质; f组加入了S型菌的DNA,可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌; 图中实验不能说明DNA是主要的遗传物质; a组经煮沸、d组和e组均为R型菌,都不能导致小鼠死亡,而b、c组是S型菌,f组的R型菌有一部分被转化成了S型菌,均可使小鼠死亡。,特别提醒,DNA是主要的遗传物质是针对整个生物界而言的。在肺炎双球菌转
9、化实验中,由于受DNA纯度等因素影响,只有少部分R型菌转化为S型菌,但这些少量的细菌可通过大量繁殖后使小鼠死亡。,例4 (2017浙江4月选考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是,A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的 B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活 C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌 D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,答案,解析,解析 S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的,A错误; S型菌的蛋白质经过加热后已经失活,但其DNA经加热后没有失去活性,B
10、错误; S型菌中的DNA能将部分R型菌转化为S型菌,因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌,C错误; 该实验证明S型菌中存在某种转化因子,能将R型菌转化为S型菌,但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。,三、烟草花叶病毒的感染和重建实验,1.烟草花叶病毒的组成成分: 和 。 2.实验过程: (1)烟草花叶病毒的蛋白质 烟草烟草 。 (2)烟草花叶病毒的RNA 烟草烟草 。 (3)烟草花叶病毒RNARNA酶 烟草烟草 。 (4)TMV A蛋白质TMV B RNA重建病毒 烟草从烟草中能分离出 后代。 (5)TMV B蛋白质TMV A RNA重建病毒 烟草从烟草
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