高中生物 第四章 遗传的分子基础 第13课时 探索遗传物质的过程(Ⅰ)课件 苏教版必修2.ppt

遗传的分子基础 1 结合教材p59 61 总结肺炎双球菌转化实验的探索过程及结论 2 结合教材p62 总结噬菌体侵染细菌实验的方法 过程及结论 目标导读 1 肺炎双球菌转化实验的过程及结论 2 t2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程及误差分析 重难点击 一肺炎双球菌的转化实验 二噬菌体侵染细菌的实验 当堂检测 探索遗传物质的过程 人们发现生物的遗传与染色体密切相关 染色体是由dna和蛋白质组成的 究竟哪种成分最可能是遗传物质呢 为了证明dna和蛋白质在遗传中的作用 格里菲思和艾弗里以肺炎双球菌为实验对象 分别做了体内和体外转化实验 请分析实验过程 归纳实验结论 一肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌的特点 光滑 粗糙 有 无 有 无 2 格里菲思的体内转化实验 答案a组中小鼠不死亡 b组中小鼠死亡 这两组对比可以说明s型细菌具有毒性 b组和c组对比说明 加热后杀死的s型细菌失去毒性 1 a组和b组对比能说明什么 b和c对比呢 2 四组实验中哪一组细菌发生了转化 该组与哪一组对比可以说明s型细菌提供了遗传物质 答案d组实验中细菌发生了转化 从小鼠体内分离出s型活细菌 说明r型活细菌转化成了s型活细菌 与a组实验对比 该组实验加入了加热后杀死的s型细菌 说明s型细菌提供了遗传物质 3 r型活细菌与加热杀死的s型细菌混合注射到小鼠体内后 从死亡小鼠中是否只分离出s型活细菌 答案不是 还有r型活细菌 已知在80 100 温度范围内 蛋白质将失去活性 dna的结构也会被破坏 但当温度降低到55 左右时 dna的结构会恢复 但蛋白质却不能恢复 小贴士 3 艾弗里的体外转化实验 1 甲 乙 丙三组实验对照说明 2 丁组实验的目的是什么 答案dna酶将dna水解为脱氧核苷酸 水解后的产物不能使r型细菌转化为s型细菌 说明dna必须保持完整性才能完成其功能 同时 也从反面证明了dna是遗传物质 dna是遗传物质 蛋 白质等其他物质不是遗传物质 3 分析比较格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系 答案格里菲思的实验证明了s型细菌体内含有某种遗传物质 但遗传物质是什么并没有说明 而艾弗里体外转化实验证明dna是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 现代研究表明 转化的实质是s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中 即实现了基因的重新组合 使r型细菌表达出荚膜的性状 变成了s型细菌 小贴士 归纳提炼 格里菲思和艾弗里的实验的比较 两个实验的联系 1 所用材料相同 都是肺炎双球菌 r型和s型 2 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 3 两实验都遵循对照原则 单一变量原则 活学活用 1 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 s型细菌的dna dna酶 加入r型细菌 注射入小鼠 r型细菌的dna dna酶 加入s型细菌 注射入小鼠 r型细菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型细菌的dna 注射入小鼠 s型细菌 dna酶 高温加热后冷却 加入r型细菌的dna 注射入小鼠 1 以上四个实验小鼠的存活情况依次是 2 将加热杀死的s型细菌与r型细菌相混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 则小鼠体内s型 r型细菌含量变化情况最可能是下图中的 问题导析 1 中加入了dna酶 s型细菌的被水解 加入r型活细菌后不能转化出s型活细菌 小鼠存活 中直接加入了s型活细菌 小鼠死亡 中 有 没有 活细菌 会 不会 转化出s型活细菌 与 相同 没有活细菌 dna 没有 不会 2 一开始 小鼠的免疫系统会杀死大多数的r型细菌 有一部分r型细菌转化为 随着的出现 小鼠的免疫系统逐渐被破坏 r型细菌 s型细菌数量都增加 s型细菌 s型细菌 解析将加热杀死的s型细菌与r型细菌相混合后 注射到小鼠体内 随着r型细菌转化成s型细菌 s型细菌的数量增加 r型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭 随着s型细菌增多 小鼠的免疫系统被破坏 r型细菌数量又开始增加 答案 1 存活死亡存活存活 2 b 二噬菌体侵染细菌的实验 为了进一步研究生物的遗传物质 赫尔希和蔡斯做了利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验 阅读教材 结合材料完成下面的思考 结构 如图1 由头部和尾部组成 头部和尾部的外壳都是由构成的 头部内含有 特点 一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 在宿主细胞外 有 没有 独立代谢能力 蛋白质 dna 没有 1 实验材料 1 t2噬菌体 生活史 如图2 t2噬菌体侵染大肠杆菌后 会在 的作用下 利用体内的物质来合成自身的组成成分 进行大量增殖 当噬菌体增殖到一定数量后 大肠杆菌 释放出子代的噬菌体 自身遗传物质 大肠杆菌 裂解 2 大肠杆菌 单细胞核生物 原 2 实验方法 用标记一部分噬菌体的蛋白质 用标记另一部分噬菌体的dna 放射性同位素标记法 35s 32p 3 实验过程和结果 35s 32p 35s 32p 高 很低 低 很高 4 实验分析 1 实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体呢 答案不能 噬菌体是营寄生生活的 不能直接用普通培养基培养 因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌 再让噬菌体去侵染细菌 2 实验中离心前搅拌的目的是使 分离 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 离心管的沉淀物中留下 3 实验中需用标记蛋白质 用标记dna 而不用其他元素的原因是蛋白质的组成元素是c h o n 大部分含有 dna的组成元素为 只有标记这两种元素才能够分别标记蛋白质和dna 吸附在细菌上的噬菌体 与细菌 噬菌体颗粒 被侵染的大肠杆菌 35s 32p s c h o n p 4 结合实验结果分析 无 有 dna 无 无 蛋白 质外壳 5 实验结论噬菌体的遗传物质是 6 实验误差分析 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 dna 保温时间过长 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代 经离心后分布于上清液中 也会使上清液的放射性含量升高 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35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现少量的放射性 1 在噬菌体侵染细菌的实验中32p和35s的存在部位 小贴士 2 该实验不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞外 其作用不能被证明 3 该实验可同时证明 dna分子具有相对稳定性 dna能自我复制 使前后代保持一定的连续性 dna能控制蛋白质的生物合成 但不能证明dna分子能产生可遗传的变异 归纳提炼 1 实验思路s是蛋白质的特征元素 p是dna的特征元素 用放射性同位素35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和dna 并用标记的噬菌体侵染大肠杆菌 直接地 单独地去观察它们的作用 2 实验过程及现象 3 实验结论dna是噬菌体的遗传物质 2 1952年 赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验 1 图中锥形瓶内的培养液是用来培养的 活学活用 2 如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中 则获得该实验中的噬菌体的培养方法是 a 用含35s的培养基直接培养噬菌体b 用含32p的培养基直接培养噬菌体c 用含35s的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体d 用含32p的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体 3 用被32p标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌 离心后 发现上清液中有放射性物质存在 这些放射性物质的来源可能是 问题导析 1 噬菌体寄生在大肠杆菌体内 要标记噬菌体需要首先培养的大肠杆菌 2 离心后上清液中主要含有噬菌体的 下层沉淀物中主要含有 要让放射性主要分布在图中上清液中 则需要噬菌体的 被标记 被标记 蛋白质外壳 被噬菌体dna侵染的大肠杆菌 蛋白质外壳 3 用被32p标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌 放射性主要分布在中 但如果实验中保温培养时间 部分噬菌体没有侵染大肠杆菌 或者保温时间 大肠杆菌裂解 部分噬菌体被释放出来 则上清液中也可检测到部分放射性 沉淀物 过短 过长 解析 1 若要标记噬菌体 必须先标记大肠杆菌 再用噬菌体去侵染大肠杆菌 因为噬菌体只能寄生在活细胞中 不能用培养液直接培养噬菌体 2 若在上清液中放射性较高 说明用35s标记了蛋白质外壳 若在沉淀物中放射性较高 则说明用32p标记了dna 3 用32p标记噬菌体后 沉淀物中放射性较高 若上清液中也有少量放射性物质 可能的原因是 存在没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体 答案 1 大肠杆菌 2 c 3 没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出子代噬菌体 课堂小结 体 内 遗传物质 dna 体外 dna 当堂检测 1 2 3 4 1 1928年 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 成功地表明了 a 已加热杀死的s型细菌中 dna已经失去活性而蛋白质仍具有活性b dna是遗传物质c 已加热杀死的s型细菌中 含有促使r型细菌发生转化的活性物质d dna是主要的遗传物质 1 2 3 4 解析格里菲思并没有提出遗传物质的本质 答案c 1 2 3 4 2 s型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜 r型则不具有 下列叙述错误的是 a 培养r型活细菌时加入s型细菌的多糖类物质 能产生一些具有荚膜的细菌b 培养r型活细菌时加入s型细菌的dna的完全水解产物 不能产生具有荚膜的细菌 1 2 3 4 c 培养r型活细菌时加入s型细菌的dna 能产生具有荚膜的细菌d 培养r型活细菌时加入s型细菌的蛋白质 不能产生具有荚膜的细菌 1 2 3 4 解析s型细菌的dna的完全水解产物 蛋白质 多糖等物质均不能使r型细菌转化为s型细菌 只有dna才是遗传物质 能够使r型活细菌发生转化 答案a 1 2 3 4 3 肺炎双球菌的转化实验证明了下列哪种物质是遗传物质 a 蛋白质b 多糖c dnad 荚膜解析艾弗里将s型细菌的dna 蛋白质 荚膜多糖分别与r型细菌混合 只有s型细菌的dna使r型细菌转化为s型细菌 因此证明了dna是遗传物质 c 1 2 3 4 4 在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中 分别用放射性同位素31p 32p和32s 35