DNA是主要遗传物质.pptx

【热点考向热点考向】1肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实验过程分析及应用验过程分析及应用2DNA分子结构、复制特点及碱基计算分子结构、复制特点及碱基计算3基因与基因与DNA、染色体的关系、染色体的关系 第2页/共51页第1页/共51页知识梳理：知识梳理：1.DNA是遗传物质：证据是遗传物质：证据-三个实验三个实验2.DNA是是主要主要的遗传物质：证据的遗传物质：证据-烟草烟草花叶病毒侵染实验花叶病毒侵染实验第3页/共51页第2页/共51页第4页/共51页第3页/共51页一、肺炎双球菌的转化实验一、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌肺炎双球菌S型细菌型细菌R型细菌型细菌菌落菌落表面光滑表面光滑 表面表面 有无荚膜有无荚膜 无无有无毒性有无毒性有有 粗糙有无第5页/共51页第4页/共51页2体内转化实验体内转化实验(1)实验过程实验过程不死亡不死亡死亡死亡小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡第6页/共51页第5页/共51页(2)结论结论加热杀死的加热杀死的S型细菌中，含有某种促使型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌的型细菌的 。转化因子第7页/共51页第6页/共51页3体外转化实验体外转化实验(1)方法：将方法：将S型细菌的型细菌的 和蛋白质、多糖等物质分开，和蛋白质、多糖等物质分开，分别加入到培养分别加入到培养R型细菌的培养基中。型细菌的培养基中。(2)结果：只有加入结果：只有加入S型细菌的型细菌的 ，R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S 型细菌。型细菌。(3)结论：结论：才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNADNADNA第8页/共51页第7页/共51页二、噬菌体侵染细菌实验二、噬菌体侵染细菌实验1T2噬菌体噬菌体DNA蛋白质蛋白质寄生寄生2实验过程实验过程(1)标记噬菌体：用分别含标记噬菌体：用分别含 的培养基培养细菌，再的培养基培养细菌，再 分别培养分别培养T2噬菌体得到分别含噬菌体得到分别含35S蛋白质和蛋白质和32P DNA的噬菌体。的噬菌体。35S和32P第9页/共51页第8页/共51页(2)侵染细菌：侵染细菌：3结论：结论：是遗传物质。是遗传物质。DNA高高低低低低高高上清液成分是亲代噬菌体留在外面的蛋白质外壳沉淀物成分包括被侵染的大肠杆菌，和其体内的子代噬菌体第10页/共51页第9页/共51页三、证明三、证明RNA是遗传物质的实验是遗传物质的实验1烟草花叶病毒组成：烟草花叶病毒组成：和蛋白质。和蛋白质。RNA2实验过程3结论：结论：是遗传物质。是遗传物质。RNARNA蛋白质蛋白质第11页/共51页第10页/共51页四、四、DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是因为绝大多数生物的遗传物质是 ，所以说，所以说 是是主要的遗传物质。主要的遗传物质。DNADNA第12页/共51页第11页/共51页第13页/共51页第12页/共51页体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验者实验者格里菲思格里菲思艾弗里及同事艾弗里及同事培养细菌培养细菌小鼠小鼠(体内体内)培养基培养基(体外体外)实验结果实验结果加热后杀死的加热后杀死的S型型细菌能使细菌能使R型细菌型细菌S型细菌型细菌S型细菌的型细菌的DNA使使R型细菌型细菌S型细菌型细菌第14页/共51页第13页/共51页体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验实验结论结论S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质是遗传物质联系联系所用材料相同，都是肺炎双球菌所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和型和S型型)体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有型细菌体内有“转化因子转化因子”，体外转化实验进一步证明，体外转化实验进一步证明“转化转化因子因子”是是DNA两个转化实验都遵循对照原则两个转化实验都遵循对照原则第15页/共51页第14页/共51页 转化作用的实质是转化作用的实质是S型细菌的型细菌的DNA与与R型细菌的型细菌的DNA之间实现了重组，因此，从变异类型看，该过程属于基之间实现了重组，因此，从变异类型看，该过程属于基因重组。因重组。第16页/共51页第15页/共51页1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：个实验：S型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入R型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌的型菌的DNADNA酶酶加入加入S型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠R型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型菌型菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R型菌的型菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4个实验中的小鼠存活的情况依次是个实验中的小鼠存活的情况依次是 ()A存活，存活，存活，死亡存活，存活，存活，死亡 B存活，死亡，存活，死亡存活，死亡，存活，死亡C死亡，死亡，存活，存活死亡，死亡，存活，存活 D存活，死亡，存活，存活存活，死亡，存活，存活D第17页/共51页第16页/共51页2将加热杀死的将加热杀死的S型细菌与型细菌与R型活细菌混合后，注射到小型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。下列有关叙述中错误的是鼠体内，小鼠死亡。下列有关叙述中错误的是 ()A加热杀死的加热杀死的S型细菌的型细菌的DNA结构未被破坏结构未被破坏B死亡的小鼠体内存在着死亡的小鼠体内存在着S型和型和R型两种活细菌型两种活细菌C死亡的小鼠体内死亡的小鼠体内S型活细菌的出现是两种细菌细胞型活细菌的出现是两种细菌细胞 融合的结果融合的结果D死亡的小鼠体内死亡的小鼠体内S型细菌的出现是型细菌的出现是R型细菌转化的结果型细菌转化的结果C第18页/共51页第17页/共51页1.噬菌体的复制式增殖噬菌体的复制式增殖(1)模板：噬菌体模板：噬菌体DNA。(2)合成合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成蛋白质合成蛋白质原料：大肠杆菌的氨基酸原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌核糖体场所：大肠杆菌核糖体第19页/共51页第18页/共51页2实验步骤及结果与结论实验步骤及结果与结论细菌内什么物质被35S标记？细菌内什么物质被32P标记？第20页/共51页第19页/共51页上清液成分是亲代噬菌体留在外面的蛋白质外壳沉淀物成分包括被侵染的大肠杆菌，和其体内的子代噬菌体第21页/共51页第20页/共51页3上清液和沉淀物放射性分析上清液和沉淀物放射性分析(1)用用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液中出现放射性。于上清液，也会使上清液中出现放射性。第22页/共51页第21页/共51页(2)用用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。菌表面，随细菌离心到沉淀物中。第23页/共51页第22页/共51页 噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的设计思路噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的设计思路相同：都是设法把相同：都是设法把DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用。不同的是前者借助同位素标记间接将的作用。不同的是前者借助同位素标记间接将DNA与蛋白与蛋白质分离，而后者则是直接将它们分开。质分离，而后者则是直接将它们分开。第24页/共51页第23页/共51页3.(2010佛山质检佛山质检)在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有和蛋白质分别含有31P和和32S，噬菌体中的，噬菌体中的DNA和蛋白质分别和蛋白质分别含有含有32P和和35S，噬菌体，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有的噬菌体和含有35S的噬菌体的噬菌体分别占子代噬菌体总数的分别占子代噬菌体总数的 ()A1/4和和1 B3/4和和0C1/4和和0 D3/4和和1C第25页/共51页第24页/共51页标记哪种元素。若标记标记哪种元素。若标记32P和和35S，则分别标记了，则分别标记了DNA和和 蛋白质，若标记蛋白质，若标记C、H、O等，则同时标记等，则同时标记DNA和蛋白质。和蛋白质。在解答此类问题时，应明确第26页/共51页第25页/共51页DNA蛋白质蛋白质DNA和蛋白质和蛋白质噬菌体噬菌体32P35S14C、3H、18O、15N细菌细菌31P32S12C、2H、16O、14N子代噬菌体子代噬菌体注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：对应结果不同，具体见下表：32P(少数)31P(全部)32SC、H、O、N的两种同位素都有第27页/共51页第26页/共51页1.RNA也可作为遗传物质也可作为遗传物质烟草花叶病毒实验烟草花叶病毒实验实验过程与实验过程与实验结果实验结果烟草花叶病毒烟草花叶病毒 正常烟草产生正常烟草产生 花叶病花叶病(对照组对照组)烟草花叶病毒的烟草花叶病毒的RNA 正常烟草正常烟草 产生产生花叶病花叶病(实验组实验组)烟草花叶病毒的蛋白质烟草花叶病毒的蛋白质 正常烟草正常烟草 不产不产生花叶病生花叶病(实验组实验组)实验结论实验结论RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质花叶病毒的遗传物质第28页/共51页第27页/共51页2DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质第29页/共51页第28页/共51页2各种生物的遗传物质都是核酸。下列说法错误的是各种生物的遗传物质都是核酸。下列说法错误的是()A微生物的遗传物质都是微生物的遗传物质都是RNAB真核生物的遗传物质都是真核生物的遗传物质都是DNAC原核生物的遗传物质都是原核生物的遗传物质都是DNAD病毒的遗传物质是病毒的遗传物质是DNA或或RNAA第30页/共51页第29页/共51页第31页/共51页第30页/共51页回回顾顾考考情情从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要集中在从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要集中在以下几个方面：以下几个方面：1肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验过程肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验过程 分析及拓展应用。如分析及拓展应用。如2009年广东卷第年广东卷第9题考查两个题考查两个 实验的实验设计思路的共同点。实验的实验设计思路的共同点。2008年江苏卷第年江苏卷第8 题考查了肺炎双球菌转化实验。题考查了肺炎双球菌转化实验。2不同生物的遗传物质种类。如不同生物的遗传物质种类。如2009年江苏卷第年江苏卷第5题题 考查了豌豆、酵母菌、考查了豌豆、酵母菌、HIV及噬菌体的遗传物质。及噬菌体的遗传物质。第32页/共51页第31页/共51页瞻望瞻望考向考向肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组，以肺炎肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组，以肺炎双球菌转化实验为素材，创设新情境，综合考查双球菌转化实验为素材，创设新情境，综合考查遗传与变异的相关内容或许将是高考命题的热点。遗传与变异的相关内容或许将是高考命题的热点。第33页/共51页第32页/共51页 R型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因，型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因，S型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因。将加热杀死的型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因。将加热杀死的S型菌与型菌与R型活菌混合后，注入小鼠体内，发生了型活菌混合后，注入小鼠体内，发生了R型菌向型菌向S型菌型菌的转化。并非任意两株的转化。并非任意两株R型菌与型菌与S型菌之间的接触都可发型菌之间的接触都可发生转化。据研究，凡能发生转化的，其生转化。据研究，凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受型菌必须处于感受态。所谓感受态是指受体菌最易接受外源态。所谓感受态是指受体菌最易接受外源DNA片段，片段，命题设计命题设计第34页/共51页第33页/共51页并能实现转化的一种生理状态。处于感受态细菌的细胞内并能实现转化的一种生理状态。处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化：首先分泌感受态因子，该因子与细胞发生一系列的变化：首先分泌感受态因子，该因子与细胞表面受体相互作用，诱导产生一些感受态特异蛋白，其中表面受体相互作用，诱导产生一些感受态特异蛋白，其中包括膜相关包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。请回答下列问题：请回答下列问题：第35页/共51页第34页/共51页 (1)步骤步骤_是将是将S型菌加热杀死。型菌加热杀死。(2)S型菌的型菌的DNA双链片段与双链片段与A细胞膜表面的相关细胞膜表面的相关DNA结合蛋结合蛋白结合，其中一条链在白结合，其中一条链在_酶的作用下水解，另一条链与酶的作用下水解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。型菌细胞内。(3)完成步骤完成步骤需要需要_酶和酶和_酶，实现了酶，实现了_。(4)C细胞经细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的复制和细胞分裂后，产生大量的_型菌导致小鼠患败血症死亡。这说明型菌导致小鼠患败血症死亡。这说明_得到了表达。得到了表达。核酸限制性内切DNA连接基因重组S重组的S型基因(或DNA)(或重组的控制荚膜合成的基因)第36页/共51页第35页/共51页 (5)肺炎双球菌的转化实验说明了，通过肺炎双球菌的转化实验说明了，通过DNA可以实现细菌可以实现细菌间间_的转移。的转移。(6)以后科学家在不同物种之间的相关实验，说明生物界以后科学家在不同物种之间的相关实验，说明生物界基因基本机制是相同的，一种生物的基因表达系统能够识别基因基本机制是相同的，一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息，并可在适当条件下加以表达。另一种生物所携带的遗传信息，并可在适当条件下加以表达。性状的表达需经过性状的表达需经过_和和_的过程。的过程。性状转录翻译第37页/共51页第36页/共51页第38页/共51页第37页/共51页1标记某元素，追踪其转移过程。标记某元素，追踪其转移过程。如在光合作用中，分别用如在光合作用中，分别用18O标记标记H218O和用和用14C标记标记14CO2，以追踪，以追踪18O和和14C的转移途径：的转移途径：(1)14CO214C3(14CH2O)(2)H218O 18O2理论指导理论指导同位素标记法在实验中的应用同位素标记法在实验中的应用第39页/共51页第38页/共51页2标记特征元素，探究化合物的作用。标记特征元素，探究化合物的作用。如如T2噬菌体侵染细噬菌体侵染细菌实验：菌实验：(1)32PDNA，证明，证明DNA是遗传物质。是遗传物质。(2)35S蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，推测蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，推测蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。3标记特征化合物，探究详细生理过程。标记特征化合物，探究详细生理过程。如：如：(1)3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的合成、加工、运输过标记亮氨酸，探究分泌蛋白的合成、加工、运输过程。程。(2)15N标记标记DNA，证明了，证明了DNA的半保留复制特点。的半保留复制特点。第40页/共51页第39页/共51页 (2010南京质检南京质检)有人试图通过实验来了解有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：命题设计命题设计第41页/共51页第40页/共51页 一段时间后，检测子代一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及病毒的放射性及S、P元素，元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是下表对结果的预测中，最可能发生的是 ()选项选项放射性放射性S元素元素P元素元素A全部无全部无全部全部32S全部全部31PB全部有全部有全部全部35S多数多数32P，少数，少数31PC少数有少数有全部全部32S少数少数32P，多数，多数31PD全部有全部有全部全部35S少数少数32P，多数，多数31PD第42页/共51页第41页/共51页1用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡和死亡 ()A加热杀死的有荚膜肺炎双球菌加热杀死的有荚膜肺炎双球菌BS型肺炎双球菌的多糖提取物型肺炎双球菌的多糖提取物C加热杀死的加热杀死的S型肺炎双球菌和活型肺炎双球菌和活R型肺炎双球菌的混型肺炎双球菌的混 合物合物DR型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌的荚膜多糖混合物型肺炎双球菌的荚膜多糖混合物C第43页/共51页第42页/共51页2格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的叙述名的转化实验，关于此实验的叙述不正确不正确的是的是 ()A说明了肺炎双球菌的遗传物质是说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB说明了说明了R型活菌能够单独转化为型活菌能够单独转化为S型菌型菌C说明了说明了R型活菌是无毒性的型活菌是无毒性的D说明了加热杀死的说明了加热杀死的S型细菌是无毒的型细菌是无毒的B第44页/共51页第43页/共51页3赫尔希和蔡斯通过赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体的遗传物质是的遗传物质是DNA，以下实验步骤的先后顺序为，以下实验步骤的先后顺序为()用分别含有用分别含有35S和和32P的培养基培养细菌的培养基培养细菌利用培养利用培养基培养噬菌体基培养噬菌体用噬菌体分别与含有用噬菌体分别与含有35S和和32P的细菌的细菌混合培养混合培养放射性检测放射性检测离心分离离心分离ABC DA第45页/共51页第44页/共51页4(2009广东高考广东高考)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 ()A重组重组DNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应B诱发诱发DNA突变，研究其表型效应突变，研究其表型效应C设法把设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应D应用同位素示踪技术，研究应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间在亲代与子代之间的传递的传递C第46页/共51页第45页/共51页5.科学家用含有科学家用含有15N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌 培养培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后噬菌体，待大肠杆菌解体后15N(双选双选)()A.出现在出现在T2噬菌体的外壳中噬菌体的外壳中 B.仅发现于仅发现于T2噬菌体的噬菌体的DNA中中 C.发现于发现于T2噬菌体的外壳和噬菌体的外壳和DNA中中 D.仅发现于仅发现于T2噬菌体的外壳中噬菌体的外壳中AC第47页/共51页第46页/共51页6(2009江苏高考江苏高考)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是的是 ()A豌豆的遗传物质主要是豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素噬菌体的遗传物质含有硫元素DHIV的遗传物质水解产生的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸B第48页/共51页第47页/共51页7下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：第49页/共51页第48页/共51页(1)分析图分析图A可以看出，加热杀死的有毒的可以看出，加热杀死的有毒的S型细菌与活的型细菌与活的R型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_，原因是原因是_。(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可进行标记，可选用下列哪一组选用下列哪一组 ()A14C和和18O B35S和和32PC14C和和32P D35S和和18O(3)分析图分析图B可以看出，该实验获得成功的最关键设计是可以看出，该实验获得成功的最关键设计是_。7下图为肺炎双球菌转化下图为肺炎双球菌转化实验的图解。请回答：实验的图解。请回答：死亡S型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡B设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用第50页/共51页第49页/共51页噬菌体细菌的实验(动画演示)返回返回第51页/共51页第50页/共51页感谢您的观看。第51页/共51页