(江苏专用)高考生物总复习 第18讲 探索遗传物质的过程课件-人教版高三全册生物课件.pptx
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1、第第18讲探索遗传物质的过程讲探索遗传物质的过程考点一 肺炎双球菌转化实验考点二 噬菌体侵染细菌的实验总总纲纲目目录录高考再现考点一肺炎双球菌转化实验考点一肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌的两种类型一、肺炎双球菌的两种类型 菌体菌落毒性R型无多糖类荚膜粗糙无毒性S型有多糖类荚膜光滑有毒性,能够使人患肺炎或使小鼠患败血病二、体内转化实验二、体内转化实验(1928年年,英国英国,格里菲思格里菲思)(1)原理原理:S型肺炎双球菌可使小鼠患败血病死亡。(2)过程过程:R型活细菌小鼠小鼠存活;S型活细菌小鼠小鼠死亡;S型死细菌小鼠小鼠存活;小鼠小鼠死亡,死亡小鼠体内有R、S型活细菌。(3)结论结论:R型
2、活细菌和被加热灭活的S型细菌混合后,有部分R型活细菌转化为S型活细菌,而且这些S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌。因此,他认为这种性状的转化是可以遗传的。三、体外转化实验三、体外转化实验(1944年年,美国美国,艾弗里等艾弗里等)(1)原理原理:从S型细菌中提取出DNA、蛋白质、多糖等成分,将其分别加入已培养了R型细菌的培养基中,结果发现只有加入DNA时,R型细菌才能转化为S型细菌。(2)过程过程:(3)结论结论:DNA是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质即遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。1.格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了“转化因子”的存在,没有证明“转化因子”是什么。()2.S型肺炎
3、双球菌表面光滑,有毒性。()3.肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律。()4.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型细菌而无R型细菌。()5.肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开,分别观察其遗传作用。()6.艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。()7.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。()8.艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论,没有得到科学家的一致公认。()请分析肺炎双球菌转化实验,回答下列问题:(1)在格里菲思的体内转化实验中,如果没有“加热杀死的S型细菌注射小鼠体内”的实验,(填“能”
4、或“不能”)得出格里菲思的结论,原因是 。(2)如果由你设计完成体内转化实验,应该注意哪些无关变量对实验的影响?。(3)体内转化实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,则:ab段R型细菌数量减少的原因是 。bc段R型细菌数量增多的原因是:。后期出现的大量S型细菌是由而来的。(4)肺炎双球菌体外转化实验中,设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是。(5)肺炎双球菌体外转化实验的实验思路是。答案答案(1)不能无对照实验,不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促使R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子(2)四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠;所用R型活菌液、S型活菌液的浓
5、度及注射量应该相同(3)小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体,致使R型细菌数量减少b之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造成R型细菌大量繁殖R型细菌转化成的S型细菌繁殖(4)对照作用(5)直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能解析解析(1)在格里菲思的体内转化实验中,如果没有“加热杀死的S型细菌注射小鼠体内”的实验,因缺乏对照实验,故不能得出格里菲思的结论。(2)为排除无关变量的影响,四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠;所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同。(3)小鼠体内形成大量的对抗R
6、型细菌的抗体,致使R型细菌数量减少b之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造成R型细菌大量繁殖后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。(4)用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,结果不能使R型细菌发生转化,说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。(5)肺炎双球菌体外转化实验的实验思路是直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能。1.如图是肺炎双球菌的转化实验,下列说法中正确的是()考向一肺炎双球菌转化实验的实验拓展考向一肺炎双球菌转化实验的实验拓展A.实验遵循了对照原则和单一变量原则B
7、.a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果C.从d组死亡小鼠身上分离到的S型细菌是由S型死细菌转化的D.从变异的角度看,细菌的转化属于基因突变答案答案A解析解析实验遵循了对照原则和单一变量原则,A正确;a、d组小鼠死亡是S型菌有毒导致小鼠死亡的结果,B错误;从d组死亡小鼠身上分离到的S型细菌是由R型活细菌转化的,C错误;从变异的角度看,细菌的转化属于基因重组,D错误。2.科学家为探究转化因子的本质,进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是()A.实验2只出现R型菌落B.实验1、3均出现R型和S型菌落C.DNA是转化因子D.DNA纯度越高转化效率就越高答案答案D解析解析三组实验中
8、,自变量是培养基中加入的酶的种类,实验1中加入RNA酶,由于R型细菌的遗传物质是DNA,加入的是加热后杀死的S型细菌的DNA,所以RNA酶不起作用,R型细菌可能发生转化,出现R型和S型菌落,同理推出实验3也出现R型和S型菌落;实验2中加入DNA酶,破坏了S型细菌的DNA,R型细菌不发生转化,只出现R型菌落;三个实验说明DNA是转化因子;本实验不能得出DNA纯度越高转化效率就越高的结论。体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细
9、菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质两个实验的联系:所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA两个实验都遵循对照原则、单一变量原则归纳拓展归纳拓展肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较考向二肺炎双球菌转化过程及机理的拓展考向二肺炎双球菌转化过程及机理的拓展3.(2018江苏海安高中月考)肺炎双球菌转化实验中,S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。下列叙述正确的是(B)A.R型菌转化成
10、S型菌前后的DNA中,嘌呤所占比例发生了改变B.进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点C.R型菌转化成S型菌的过程中,R型菌发生了基因突变D.该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状解析解析R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构,根据碱基互补配对原则,嘌呤数等于嘧啶数,因此R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例不会改变,依然是占50%,A错误;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此进入R型菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点,B正确;原核细胞不含染色体,R型菌转化成S型菌的过程中
11、,R型菌发生了基因重组而不是基因突变,C错误;荚膜多糖不属于蛋白质,所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D错误。4.(2018江苏南通、泰州一模)下列关于艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的叙述,错误的是(D)A.该实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的B.肺炎双球菌体外转化与DNA重组技术的实质是相同的C.实验过程中,通过观察菌落的特征来判断是否发生转化D.该体外转化实验证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA解析解析艾弗里肺炎双球菌体外转化实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的,A正确;肺炎双球菌体外转化与DNA重组技术的实质都是基因重组,B正确;实验过程通过
12、观察菌落是否光滑来判断R型细菌是否转化为S型细菌,C正确;肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质,D错误。题后悟道题后悟道肺炎双球菌转化的实质(1)肺炎双球菌转化的实质是基因重组而非基因突变:S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,实现了基因重组,因而S型细菌的性状(如荚膜、毒性)得到了表达。(2)加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死S型细菌过程中,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)转化后的S型细菌性状可以遗传下去,说明S型细菌的遗传物质是DNA。名师点睛名师点睛由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影
13、响,因此并不是所有的R型细菌都能转化成S型细菌。考点二噬菌体侵染细菌的实验考点二噬菌体侵染细菌的实验一、噬菌体侵染细菌的实验一、噬菌体侵染细菌的实验1.1.实验时间和实验者实验时间和实验者:1952年,赫尔希和蔡斯。2.2.实验材料实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。(1)T2噬菌体的结构 (2)T2噬菌体的增殖复制方式增殖需要的条件内容模板T2噬菌体的DNA合成T2噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体3.实验方法实验方法:放射性同位素标记法。4.4.实验过程及结果实验过程及结果(1)标记T2噬菌体(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌
14、5.5.实验结果分析实验结果分析(1)T2噬菌体侵染大肠杆菌时,蛋白质外壳留在细菌体外,注入大肠杆菌体内的物质是DNA,而且大肠杆菌裂解时释放出来的噬菌体与侵染大肠杆菌的一样。(2)T2噬菌体的性状是通过 DNA遗传给子代噬菌体的。6.结论结论:DNA是遗传物质。二、二、DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质(一一)遗传物质的主要载体遗传物质的主要载体染色体染色体1.19世纪末,生物学家通过科学研究认识到,染色体在生物的遗传中具有重要作用。2.染色体主要由 蛋白质和DNA组成。(细胞质中的 线粒体和 叶绿体也是遗传物质的载体)(二二)DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.证明RNA是某些病
15、毒的遗传物质的相关实验(1)实验过程及现象蛋白质RNA不出现病斑(2)结论RNA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。2.DNA是主要的遗传物质只有RNA而不含有DNA的病毒中,遗传物质是RNA。但是,绝大多数生物的遗传物质还是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。1.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。()2.噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。()3.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。()4.32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。()5.噬菌体
16、能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖,使该细菌裂解。()6.噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力。()7.病毒的遗传物质是DNA或RNA。()8.T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明了DNA是主要的遗传物质。()如图为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图,请分析回答:(1)选择和这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,原因是,能否用14C和18O进行标记?,原因是。(2)搅拌的目的是,离心的目的是。某科研小组搅拌离心后的实验数据如图所示,则:图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是。细胞外的32P含量有30%,原因是 。(3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上
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