生物 第三单元 遗传与变异的分子基础 第一章 遗传的物质基础 1.1遗传物质的发现教学 中图版必修2.ppt

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1、第一章遗传的物质第一章遗传的物质基础基础第一节遗传物质的发现第一节遗传物质的发现一、一、肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验d非同源染色体非同源染色体进入配子时自由组合。进入配子时自由组合。1遗传物质在染色体上遗传物质在染色体上(1)萨顿对蝗虫精子发生的研究萨顿对蝗虫精子发生的研究发现现象：发现现象：a染色体是各具染色体是各具独特形态独特形态的实体。的实体。b体细胞中染色体体细胞中染色体成对成对存在，一条来自存在，一条来自父方父方，一，一条来自条来自母方母方。c在细胞在细胞减数分裂减数分裂时，配对的两条染色体相互分时，配对的两条染色体相互分开，独立进入配子。开，独立进入配子。(2)摩尔根通

2、过摩尔根通过果蝇杂交果蝇杂交实验，得出特定的基因位于实验，得出特定的基因位于特定染色体特定染色体的的特定位置特定位置上的结论，因此，上的结论，因此，染色体染色体就就是遗传物质的载体。是遗传物质的载体。发现问题：在减数分裂时，染色体的行为与发现问题：在减数分裂时，染色体的行为与遗传因子遗传因子的行为具有完全平行的现象。的行为具有完全平行的现象。提出假设：遗传因子位于提出假设：遗传因子位于染色体染色体上。上。2肺炎双球菌的特点肺炎双球菌的特点 种类种类项目项目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粗糙表面粗糙菌体菌体毒性毒性有毒性有毒性无毒性无毒性3.体内转化实验体内转化实验格里

3、菲思的实验格里菲思的实验(1)原理：原理：S型细菌型细菌可使小鼠患败血症死亡。可使小鼠患败血症死亡。(2)实验过程及现象：实验过程及现象：活活S型菌型菌活活R型菌型菌注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内鼠死鼠死(体内有体内有S型活菌型活菌)鼠活鼠活S型菌型菌(加热加热)S型菌型菌(加热加热)+R型菌型菌 注入鼠内注入鼠内注入鼠内注入鼠内(体内有体内有S型活菌型活菌)鼠活鼠活鼠死鼠死(3)结论：加热杀死的结论：加热杀死的S型细菌中型细菌中含有某种物质含有某种物质使使R型活细菌型活细菌转化为转化为S型活细菌型活细菌。(1)设计思路：将提纯的设计思路：将提纯的S型细菌的型细菌的DNA、蛋白质蛋白质和其他

4、物质分别加入到和其他物质分别加入到R型细菌型细菌的培养基中，单的培养基中，单独观察它们各自的功能。独观察它们各自的功能。4体外转化实验体外转化实验艾弗里的实验艾弗里的实验(2)实验过程及现象：实验过程及现象：分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRSDNA蛋白质蛋白质多糖多糖S型活菌型活菌RDNA+DNA酶酶SR(3)结论：只有加入结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S型细菌，即型细菌，即DNA是具有转化作用的遗传物质，而是具有转化作用的遗传物质，而蛋白质和其他物质不是遗传物质。蛋白质和其他物质不是遗传物质。问题问题1：是否所有生物的遗传物质都以染色体作为：是否

5、所有生物的遗传物质都以染色体作为载体？真核细胞的遗传物质都在染色体上吗？载体？真核细胞的遗传物质都在染色体上吗？思考讨论思考讨论不是。原核生物及病毒无染色体，其遗传物质不不是。原核生物及病毒无染色体，其遗传物质不以染色体作载体，真核细胞的遗传物质并非都在以染色体作载体，真核细胞的遗传物质并非都在染色体上，如线粒体、叶绿体中也有遗传物质染色体上，如线粒体、叶绿体中也有遗传物质DNA。问题问题2：根据格里菲思的实验，使：根据格里菲思的实验，使R型细菌转化成型细菌转化成S型型细菌的细菌的“遗传物质遗传物质”可能是什么？为此艾弗里设计了怎可能是什么？为此艾弗里设计了怎样的实验？样的实验？问题问题3：艾

6、弗里实验中设置加：艾弗里实验中设置加DNA水解酶这组实验目水解酶这组实验目的是什么？的是什么？艾弗里实验中设置艾弗里实验中设置DNADNA酶这一组实验的目的：酶这一组实验的目的：对照说明只加对照说明只加DNA组的结论，组的结论，说明说明DNA的水解的水解产物不能实现转化。产物不能实现转化。可能是可能是DNA或蛋白质。将分离提纯的或蛋白质。将分离提纯的DNA、蛋白质、蛋白质分别与分别与R型细菌混合培养，单独观察它们各自的效应。型细菌混合培养，单独观察它们各自的效应。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者者格里菲思格里菲思艾弗里等艾弗里等培养培养细菌细菌用小鼠用小鼠(体内体内)

7、用培养基用培养基(体外体外)实验实验原则原则R型细菌与型细菌与S型细菌的毒性对型细菌的毒性对照照S型细菌各成分作用的相互型细菌各成分作用的相互对照对照实验实验结果结果加热杀死的加热杀死的S型细菌能使型细菌能使R型型细菌细菌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体内转化实验和体外转化实验的比较体内转化实验和体外转化实验的比较1某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：个实验：S型细菌的型细菌的DNAD

8、NA酶酶加入加入R型细菌型细菌注射入小鼠注射入小鼠R型细菌的型细菌的DNADNA酶酶加入加入S型细菌型细菌注射入小鼠注射入小鼠R型细菌型细菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S型细菌的型细菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型细菌型细菌DNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R型细菌的型细菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4个实验中小鼠存活的情况依次是个实验中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练习练习2

9、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验证实了证实了()DNA是遗传物质是遗传物质RNA是遗传物质是遗传物质DNA是是主要遗传物质主要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糖类不是遗传物质是遗传物质DNA能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异A BC DA二、二、噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验1噬菌体组成噬菌体组成2同位素标记同位素标记蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记（标记32P）（标记（标记35S）DNA的组成元素：的组成元素：3实验过程实验过程搅拌后搅拌后离心离心沉淀物放沉淀物放射性很

10、低射性很低上清液放上清液放射性很高射性很高35S标记标记噬菌体噬菌体35S噬菌体与噬菌体与细菌混合细菌混合新形成的噬菌体新形成的噬菌体中没检测到中没检测到35S细菌裂解细菌裂解离心后离心后32P标记标记噬菌体噬菌体32P噬菌体与噬菌体与细菌混合细菌混合离心后离心后上清液放上清液放射性很低射性很低沉淀物放沉淀物放射性很高射性很高新形成的噬菌体新形成的噬菌体中检测到中检测到32P搅拌后搅拌后离心离心细菌裂解细菌裂解4实验结论：实验结论：DNA是噬菌体是噬菌体的遗传物质。的遗传物质。问题问题1：能否使用：能否使用14C和和18O标记噬菌体？为什么？标记噬菌体？为什么？不能，因为噬菌体的不能，因为噬菌

11、体的DNA和蛋白质中都含有和蛋白质中都含有C和和O元素。元素。思考讨论思考讨论伪命题伪命题2：请分别写出噬菌体外壳及其核酸的组成：请分别写出噬菌体外壳及其核酸的组成单位的结构简式，并注明单位的结构简式，并注明32P、35S的标记的部位。的标记的部位。噬菌体侵染细菌实验中噬菌体侵染细菌实验中32P和和35S的存在部位，如下图的存在部位，如下图所示。所示。问题问题3：能否分别用含放射性同位素：能否分别用含放射性同位素35S和和32P的培的培养基来培养噬菌体？为什么？养基来培养噬菌体？为什么？不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活

12、细胞内寄生生活。普独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活。普通培养基缺少细胞类生物，病毒无法生存。通培养基缺少细胞类生物，病毒无法生存。1在证明在证明DNA是遗传物质的是遗传物质的T2噬菌体侵染大肠杆噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，正确的技术手段是菌的实验中，正确的技术手段是()A用化学方法把用化学方法把DNA和蛋白质分开和蛋白质分开B用用32P和和35S分别标记分别标记T2噬菌体和大肠杆菌噬菌体和大肠杆菌C用用32P和和35S同时标记同时标记T2噬菌体噬菌体D用标记过的大肠杆菌去培养用标记过的大肠杆菌去培养T2噬菌体噬菌体D练习练习2为证明蛋白质和为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希

13、和蔡斯做究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了了“噬菌体侵染大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌”的实验的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用。下图中亲代噬菌体已用32P标记，标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。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下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是()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分中要加入32P标记的无机盐标记的无机盐B若要达到实验目的，还要再设计一组用若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记

14、噬菌体的实验，标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组两组相互对照，都是实验组C噬菌体的遗传不遵循基因分离规律，而大肠杆菌的遗传遵循基噬菌体的遗传不遵循基因分离规律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离规律因分离规律D若本组实验若本组实验B(上清液上清液)中出现放射性，则不能证明中出现放射性，则不能证明DNA是遗传是遗传物质物质B三、三、烟草花叶病毒感染烟草的实验烟草花叶病毒感染烟草的实验(1)烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和烟草花叶病毒的基本成分为蛋白质和RNA，无，无DNA。1RNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据(2)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是，不

15、是蛋蛋白质白质。绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的，少数生物的遗传物质是遗传物质是RNA。2DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质问题问题1：烟草花叶病毒合成蛋白质的场所是什么？：烟草花叶病毒合成蛋白质的场所是什么？其进行其进行RNA和蛋白质合成的原料由谁提供？和蛋白质合成的原料由谁提供？烟草细胞的核糖体。由烟草细胞为之提供合成核烟草细胞的核糖体。由烟草细胞为之提供合成核酸和蛋白质的原料。酸和蛋白质的原料。问题问题2：所有生物的遗传物质都是：所有生物的遗传物质都是DNA，对吗？为，对吗？为什么？什么？不对。细胞生物的遗传物质是不对。细胞生物的遗传物质是DNA，大

16、多数病毒，大多数病毒的遗传物质是的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是，少数病毒的遗传物质是RNA。思考讨论思考讨论不同生物的遗传物质不同生物的遗传物质1烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒和车前草病毒(HRV)都能感染都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是正确的是()练习练习Aa过程表示用过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用的蛋白质外壳没有侵染作用Bb过程表示用过程表示用HRV的的RNA单独接种烟叶，结果说单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用明

17、其有侵染作用Cc、d过程表示用过程表示用TMV的外壳和的外壳和HRV的的RNA合成合成的的“杂种病毒杂种病毒”接种烟叶，结果说明该接种烟叶，结果说明该“杂种病毒杂种病毒”有侵有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒分离出车前草病毒D该实验证明只有车前草病毒的该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质不是遗传物质【答案】【答案】D2下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A肺炎双球菌的遗传物质主要是肺炎双球菌的遗传物质主要是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D烟草花叶病毒的遗传物质水解产生烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸B