高三生物一轮备考课件第17讲 DNA是主要的遗传物质.pptx
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1、第六单元第六单元 遗传的分子基础遗传的分子基础第第1717讲讲 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质新课程标准教学目标(新课程标准教学目标(1min1min)内容要求内容要求活动要求活动要求学业要求学业要求掌握科学家对遗传物质的探索历程掌握科学家对遗传物质的探索历程,说明,说明DNA分子是遗传物质。分子是遗传物质。掌握分析实验掌握分析实验的方法,学会的方法,学会设计实验设计实验考情分析考情分析(1min(1min)关关 注注 考考 纲近五年考情近五年考情把把 握握 考考 情情人人类对遗传物物质的探索的探索历程程()20202020卷卷TT1 120192019卷卷TT1 1201201
2、8 8卷卷TT5 52012018 8卷卷TT1 12012017 7卷卷TT29292012017 7卷卷TT2 22012016 6卷卷TT2 21.1.生命生命观念念明白明白“DNA“DNA是主要是主要的的遗传遗传物物质质”的含的含义义;2.2.科学思科学思维通通过分析两个分析两个经典典实验,培养,培养逻辑思思维;3.3.科学探究科学探究总结总结两个两个经经典典实验实验的研究方法和思路的研究方法和思路;4.4.社会社会责任任体体验验科学探索的科学探索的艰艰辛辛过过程程问题导学问题导学1(3min)孟德尔孟德尔遗传因子遗传因子19世纪中世纪中 摩尔根摩尔根基因位于基因位于染色体上染色体上1
3、9世纪世纪 存在于染色体上的一个个单位DNA蛋白质蛋白质 染色体由染色体由DNA和和蛋白质蛋白质组成组成 20世纪世纪 问题导学问题导学1(3min)1.由此发展历程可知,科学家认为遗传物质由此发展历程可知,科学家认为遗传物质的实质可能是什么?的实质可能是什么?DNA;蛋白质;蛋白质2.认为它们可作为遗传物质的依据认为它们可作为遗传物质的依据是什么?是什么?生物具有多样性,生物具有多样性,DNA与蛋白质与蛋白质均具有多样性。均具有多样性。温故温故:DNA具有多样性的原因是什么?具有多样性的原因是什么?蛋白质具有多样性的原因是什么?蛋白质具有多样性的原因是什么?自学指导自学指导1(5min)S型
4、细菌:型细菌:荚膜多糖,菌落荚膜多糖,菌落 ,毒性毒性;(可以使人患(可以使人患 或使小鼠患或使小鼠患 )R型细菌:型细菌:荚膜多糖,菌落荚膜多糖,菌落 ,毒性毒性;(不引发上述症状)(不引发上述症状)肺肺炎炎双双球球菌菌有有光滑光滑有有肺炎肺炎败血症败血症无无粗糙粗糙无无R型型S型型一、肺炎双球菌类型及特点一、肺炎双球菌类型及特点自学指导自学指导1(5min)注射注射R R型活菌型活菌注射注射S S型活菌型活菌注射加热杀死注射加热杀死后的后的S S型细菌型细菌R R型活菌与加型活菌与加热杀死后的热杀死后的S S型菌混合注射型菌混合注射小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡分小鼠死亡分离出离出S S型菌
5、型菌 小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡分小鼠死亡分离出离出S S型菌型菌第一组第一组第二组第二组第三组第三组第四组第四组思考问题:思考问题:1.本实验自变量、因变量、无关变量分别是什么?本实验自变量、因变量、无关变量分别是什么?自变量:给小鼠注射的细菌及物质的种类;自变量:给小鼠注射的细菌及物质的种类;因变量:小鼠一段时间后的生活状态及是否可以分离得到因变量:小鼠一段时间后的生活状态及是否可以分离得到S型菌型菌;无关变量:实验的环境、饲料等。无关变量:实验的环境、饲料等。2.分别将各组实验进行对比,可得出什么结论?分别将各组实验进行对比,可得出什么结论?第一组与第二组对比:第一组与第二组对比:R型
6、菌不具有毒性,型菌不具有毒性,S型菌具有毒性;型菌具有毒性;第二组与第三组对比:加热可使第二组与第三组对比:加热可使S型菌失去毒性;型菌失去毒性;第一、二、三、四组对比:加热杀死的第一、二、三、四组对比:加热杀死的S型菌中存在型菌中存在转化因子转化因子使使R型型菌转化为菌转化为S型菌。型菌。3.为使得实验结果更加可信,实验还需增加为使得实验结果更加可信,实验还需增加 。点拨精讲点拨精讲1(5min)空白处理的小鼠空白处理的小鼠问题导学问题导学2(1min)思考问题:思考问题:格里菲斯通过肺炎双球菌实验证明转化因子(即遗传物质)的格里菲斯通过肺炎双球菌实验证明转化因子(即遗传物质)的存在,其实质
7、是什么呢?如果你是科学家,你会怎么做?存在,其实质是什么呢?如果你是科学家,你会怎么做?S死死S型菌型菌核酸(核酸(DNARNA)物质组成物质组成蛋白质蛋白质荚膜多糖荚膜多糖 脂质脂质 分离提纯分离提纯单独作用单独作用自学指导自学指导2(3min)点拨精讲点拨精讲2(5min)1.实验中如何区分实验中如何区分R型菌和型菌和S型菌?型菌?根据菌落的特征根据菌落的特征2.实验中的自变量、因变量和无关变量分别是什么?实验中的自变量、因变量和无关变量分别是什么?自变量:加入培养基中的物质;自变量:加入培养基中的物质;因变量:培养基上长出细菌的种类;因变量:培养基上长出细菌的种类;无关变量:培养的环境、
8、时间等。无关变量:培养的环境、时间等。3.本实验实验结果是什么?通过实验可得出什么结论?本实验实验结果是什么?通过实验可得出什么结论?实验结果:只有加入实验结果:只有加入S型菌的型菌的DNA的培养基中长出的培养基中长出S型菌;型菌;实验结论:转化因子是实验结论:转化因子是DNA。如:菌落光滑或粗糙如:菌落光滑或粗糙1.真题链接真题链接(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是是“转化因子转化因子”()(2)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而型细菌而无无R型细菌型细
9、菌()(3)艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质()(4)在艾弗里的实验中,在艾弗里的实验中,DNA酶将酶将S型细菌的型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸,因此不分解为脱氧核苷酸,因此不能使能使R型细菌发生转化型细菌发生转化()(5)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术()(6)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNADNA和蛋白质分开,分别观察和蛋白质分开,分别观察其遗传作用其遗传作用()(7)在生命科学发展
10、过程中,肺炎双球菌转化实验证明了在生命科学发展过程中,肺炎双球菌转化实验证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质()当堂检测当堂检测1(5min)2.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验,证实了格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验,证实了()DNA是遗传物质是遗传物质 RNA是遗传物质是遗传物质 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质糖类不是遗传物质 A B.C.D.A当堂检测当堂检测1(5min)3.(3.(必修必修2 P442 P44图图3 33 3改编改编)艾弗里和同事用艾弗里和同事用R R型和型和S S型肺炎双球菌进
11、行型肺炎双球菌进行实验,结果如表所示。由表可知实验,结果如表所示。由表可知()A.不能证明不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子型细菌的蛋白质不是转化因子B.说明说明S型细菌的荚型细菌的荚膜多糖有酶活性膜多糖有酶活性C.和和说明说明S型细菌的型细菌的DNA是转化因子是转化因子D.说明说明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质C自学指导自学指导3(2min)体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验科学家科学家细菌培养细菌培养场所场所实验原理实验原理实验思路实验思路结果观察结果观察结论结论肺炎双球菌转化实验的比较肺炎双球菌转化实验的比较格里菲思格里菲思艾弗里及其同事艾弗里及其同事小鼠小鼠体内
12、体内培养基培养基(体外体外)S型细菌可以使人患肺炎或使型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症小鼠患败血症对对S型细菌中的物质进行提取、分型细菌中的物质进行提取、分离,分别单独观察各种物质的作用离,分别单独观察各种物质的作用R型细菌与型细菌与S型细菌的毒性进行型细菌的毒性进行对照对照分离分离S型细菌各成分,并研究其作型细菌各成分,并研究其作用用小鼠是否死亡小鼠是否死亡培养基中菌落的类型培养基中菌落的类型联系联系:体内转化实验是体外转化实验的体内转化实验是体外转化实验的基础基础,仅说明,仅说明S型细菌体内有型细菌体内有“转化因转化因子子”;体外转化实验则是前者的;体外转化实验则是前者的延伸延伸,进一
13、步证明了,进一步证明了“转化因子转化因子”是是DNA。存在转化因子存在转化因子转化因子是转化因子是DNA点拨精讲点拨精讲3(5min)(1)加热杀死的加热杀死的S型细菌,其型细菌,其蛋白质变性失活蛋白质变性失活,DNA在加热过程中,双在加热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结构可恢复。螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结构可恢复。(2)转化的实质是转化的实质是S型细菌的型细菌的DNA片段整合到了片段整合到了R型细菌的型细菌的DNA中,即中,即实现了基因重组。实现了基因重组。(3)一般情况下,一般情况下,转化率很低转化率很低,形成的,形成的S型细菌很少,转化后形成的型细菌很少,转化
14、后形成的S型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量的型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量的S型细菌,说明型细菌,说明S型细菌型细菌的的DNA是遗传物质。是遗传物质。1.S型细菌和型细菌和R型细菌转化的实质型细菌转化的实质点拨精讲点拨精讲3(5min)体内转化实验中体内转化实验中,小鼠体内小鼠体内S型细菌、型细菌、R型细菌含量型细菌含量的变化情况如图所示的变化情况如图所示,则:则:(1)ab段段R型细菌数量减少的原因是型细菌数量减少的原因是_。(2)bc段段R型细菌数量增多的原因是型细菌数量增多的原因是_。(3)后期出现的大量后期出现的大量S型细菌是由型细菌是由_而来的。而来的。R型菌型菌S型菌型菌
15、小鼠体内形成大量的对抗小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体型细菌的抗体,致使致使R型细菌数量减少型细菌数量减少b b之前,已有少量之前,已有少量R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌,型细菌,S S型细菌型细菌能降低小鼠的免疫力,造成能降低小鼠的免疫力,造成R R型细菌大量繁殖型细菌大量繁殖R R型细菌转化成的型细菌转化成的S S型细菌繁殖型细菌繁殖总结提升:总结提升:S型菌可使型菌可使R型菌发生转化,但并非所有型菌发生转化,但并非所有R型菌发生转化。型菌发生转化。遗遗传传物物质质早期推测:早期推测:肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验体内实验体内实验体外实验体外实验蛋白质蛋白质DNA
16、S型菌种存在转化因子型菌种存在转化因子DNA_是遗传物质是遗传物质_是遗传物质是遗传物质证明证明证明转化因子是证明转化因子是_纠纠正正课堂总结课堂总结3(1min)当堂检测当堂检测2(5min)1为研究为研究R型肺炎双球菌转化为型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A甲组培养皿中只有甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性B乙组培养皿中有乙组培养皿
17、中有R型及型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质型菌落,推测转化物质是蛋白质C丙组培养皿中只有丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是型菌落,推测转化物质是DNAD该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNAC2肺炎双球菌离体转化实验的部分过程如图所示。肺炎双球菌离体转化实验的部分过程如图所示。其中设置乙组对照实验的目的是为了证明其中设置乙组对照实验的目的是为了证明()ADNA是转化因子是转化因子 B脱氧核苷酸不是转化因子脱氧核苷酸不是转化因子CDNA酶不是转化因子酶不是转化因子 D经经DNA酶处理后的酶处理后的R型菌不能转化型菌不能转化当堂检测当堂检测2(5
18、min)A3.如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤,其中步骤如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤,其中步骤需要加热处理,需要加热处理,有关说法正确的是有关说法正确的是()A要顺利完成该实验要顺利完成该实验需要加热处理需要加热处理B要将要将所有提取物与所有提取物与R型菌共同培养型菌共同培养C的结果说明的结果说明DNA是是主要的主要的遗传物质遗传物质D的结果可能是有的结果可能是有S型、型、R型两种菌落型两种菌落D质疑与否定质疑与否定:当时学术界对艾弗里的实验结论存在质疑,理:当时学术界对艾弗里的实验结论存在质疑,理由是当时的技术无法实现完全提纯由是当时的技术无法实现完全提纯DNADNA,再纯的,再
19、纯的DNADNA中依然存在中依然存在0.02%0.02%的蛋白质,也可能正是这少量蛋白质发挥着遗传作用。的蛋白质,也可能正是这少量蛋白质发挥着遗传作用。如何将蛋白质与如何将蛋白质与DNA分离开单独发挥作用成为证明遗传物质化学本分离开单独发挥作用成为证明遗传物质化学本质的关键!质的关键!第二课时第二课时一一 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验2 2实验材料:实验材料:T T2 2噬菌体和大肠杆菌噬菌体和大肠杆菌(1)T(1)T2 2噬菌体的结构噬菌体的结构(2)T(2)T2 2噬菌体的生活方式:噬菌体的生活方式:_。同位素标记同位素标记蛋白质蛋白质DNADNA大肠杆菌体内寄生生活大肠杆菌体内寄
20、生生活繁殖过程:繁殖过程:吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放繁殖过程:繁殖过程:吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放搅拌的目的:搅拌的目的:将噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开将噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开;离心的目的:离心的目的:让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌下被感染的大肠杆菌操作关键时期:操作关键时期:噬菌体侵染细菌后至大肠杆菌裂解释放子代噬菌体前噬菌体侵染细菌后至大肠杆菌裂解释放子代噬菌体前3 3实验过程实验过程(1)(1)标记噬菌体标记噬菌体一一 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细
21、菌实验(2)侵染细菌侵染细菌4实验结果分析实验结果分析5.实验结论实验结论:子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的:子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的,遗传的,_是遗传物质。是遗传物质。分组分组结果结果结果分析结果分析32P标记的噬菌体标记的噬菌体大肠杆菌大肠杆菌上清液中几乎无上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主要分布在宿主细胞内主细胞内35S标记的噬菌体标记的噬菌体大肠杆菌大肠杆菌宿主细胞内无宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清主要分布在上清液中液中32PDNA进入了宿主进入了宿主细胞内细胞内35S蛋白质外壳未进入蛋白质外壳未进入宿主细胞宿主细胞DNA一 噬菌体侵染细菌实验
22、提醒提醒本实验本实验 证明证明蛋白质蛋白质不是不是遗传物质,需要结合遗传物质,需要结合 实验才能得实验才能得出蛋白质不是遗传物质的结论。出蛋白质不是遗传物质的结论。不能不能艾弗里艾弗里用用3535S S标记标记 a.a.上清液放射性很高的原因:上清液放射性很高的原因:b.b.沉淀物有放射性的原因:沉淀物有放射性的原因:含含3535S S的的蛋白质外壳蛋白质外壳 大肠杆菌,离心后大肠杆菌,离心后浮于上清液浮于上清液中。中。没有进入没有进入 ,有少量含,有少量含3535S S的蛋白质外壳的蛋白质外壳吸附吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。搅拌不充分搅拌不充分特殊
23、结果分析特殊结果分析一 噬菌体侵染细菌实验用用3232P P标记标记 a.a.沉淀物放射性很高的原因:沉淀物放射性很高的原因:b.b.上清液有放射性的原因:上清液有放射性的原因:含含3232P P的的DNADNA 大肠杆菌,离心后存在于沉淀物中。大肠杆菌,离心后存在于沉淀物中。进入进入保温时间保温时间 ,部分噬菌体还,部分噬菌体还 大肠杆菌;大肠杆菌;保温时间保温时间 ,大肠杆菌已,大肠杆菌已 。过短过短没有侵染没有侵染过长过长裂解释放出子代噬菌体裂解释放出子代噬菌体1.1.(20192019江苏卷)赫尔希和蔡斯的江苏卷)赫尔希和蔡斯的T T2 2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了噬菌体侵染大肠杆菌
24、实验证实了DNADNA是是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是()A A实验中可用实验中可用1515N N代替代替3232P P标记标记DNA BDNA B噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C C噬菌体噬菌体DNADNA的合成原料来自大肠杆菌的合成原料来自大肠杆菌D D实验证明了大肠杆菌的遗传物质是实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNADNAC C当堂检测解析:本题考查噬菌体侵染细菌的实验,意在考查考生的实验解析:本题考查噬菌体侵染细菌的实验,意在考查考生的实验分析能力。蛋白分析能力。蛋白质和质和DNA都含有都含有N,所以不能用,
25、所以不能用15N代替代替32P标记标记DNA,A错误;噬菌体外壳蛋错误;噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的,白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的,B错误;错误;DNA的复制为半保留复制,噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质来的复制为半保留复制,噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体合成噬菌体DNA,C正确;该实验证明了正确;该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。错误。(1)从蛋白质外壳方面分析:由从蛋白质外壳方面分析:由宿主细胞提供原料氨基酸宿主细胞提供原料氨基酸,在,在宿主细胞的核糖
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