2019年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.1 探索遺傳物質(zhì)的過程課件 蘇教版必修2.ppt

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第一節(jié)探索遺傳物質(zhì)的過程 一 二 一 DNA是主要的遺傳物質(zhì)1 格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 1 原理 肺炎雙球菌中無毒的是R型細菌 具有毒性的能使小鼠患敗血癥死亡的是S型細菌 2 實驗過程 一 二 3 結(jié)論R型活細菌和被加熱滅活的S型細菌混合后 有部分R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌 且這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的 一 二 2 艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 1 實驗過程 2 實驗結(jié)論S型細菌的DNA才是使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的物質(zhì) 一 二 3 噬菌體侵染細菌實驗 1 原理 T2噬菌體侵染細菌后 在自身遺傳物質(zhì)的控制下 利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)合成T2噬菌體自身的組成成分 從而進行大量繁殖 2 過程 一 二 一 二 3 結(jié)論 DNA是遺傳物質(zhì) 自主思考 誰揭開了遺傳物質(zhì)的神秘面紗 成功的原因是什么 提示 艾弗里 赫爾希和蔡斯揭示了遺傳物質(zhì)是DNA 成功的原因是他們設(shè)計的實驗程序科學(xué)嚴密 遵循了單一變量原則和對照原則 他們把DNA和蛋白質(zhì)分開 單獨地去觀察它們的作用 一 二 4 RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1 煙草花葉病毒 TMV 感染實驗 煙草花葉病毒結(jié)構(gòu) 過程 結(jié)論 控制煙草花葉病毒性狀的物質(zhì)是RNA 而不是蛋白質(zhì) 一 二 2 TMV 煙草花葉病毒 與HRV 車前草病毒 的病毒重建實驗 過程 結(jié)論 控制TMV HRV性狀的物質(zhì)是RNA而不是蛋白質(zhì) 溫故知新 T2噬菌體 HIV H1N1的遺傳物質(zhì)是什么 提示 T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA HIV H1N1的遺傳物質(zhì)是RNA 一 二 二 提取和鑒定DNA1 DNA的提取DNA的溶解度隨著NaCl濃度的變化而改變 當(dāng)NaCl的物質(zhì)的量濃度為0 14mol L時 DNA的溶解度最小 通過改變NaCl溶液的濃度 溶解在NaCl溶液中的DNA會析出來 利用DNA不溶于乙醇的特點可以進一步提純DNA 2 DNA的鑒定用二苯胺試劑可以鑒定DNA 在酸性條件下 DNA與二苯胺會發(fā)生反應(yīng) 最終產(chǎn)生藍色物質(zhì) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗問題導(dǎo)引格里菲思的轉(zhuǎn)化實驗有沒有設(shè)計對照實驗 若有 則對照組和實驗組分別是怎樣設(shè)計的 提示 格里菲思的轉(zhuǎn)化實驗設(shè)計了對照實驗 其中R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合注射到小鼠體內(nèi)的一組為實驗組 其他三組均為對照組 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 名師精講體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 特別提醒 加熱煮沸后的肺炎雙球菌被殺死的原因是蛋白質(zhì)遇高溫變性失活 但DNA具有熱穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)未被破壞 R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的原因是S型細菌的DNA進入R型細菌內(nèi) 與R型細菌的DNA實現(xiàn)重組 表現(xiàn)出S型細菌的性狀 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗說明S型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 體外轉(zhuǎn)化實驗進一步證明轉(zhuǎn)化因子是DNA 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 典例剖析 例題1 肺炎雙球菌有許多類型 有莢膜的有毒性 能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥死亡 無莢膜的無毒性 下圖是某小組所做的轉(zhuǎn)化實驗 下列相關(guān)說法錯誤的是 A 能導(dǎo)致小鼠死亡的有a d兩組B 通過d e兩組對照 能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)C d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌能將該性狀遺傳給后代D d組產(chǎn)生的后代只有有毒性的肺炎雙球菌 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 解析 a組為有莢膜菌 注射到小鼠體內(nèi) 可使小鼠死亡 b組為加熱煮沸的有莢膜菌 注射到小鼠體內(nèi) 小鼠不死亡 c組為無莢膜菌 不會導(dǎo)致小鼠死亡 d組為無莢膜菌與加熱殺死的有莢膜菌的DNA混合培養(yǎng) 在有莢膜菌DNA的作用下 無莢膜菌轉(zhuǎn)化為有莢膜菌 并遺傳給后代 產(chǎn)生有莢膜的活菌 導(dǎo)致小鼠死亡 e組為加熱殺死的有莢膜菌的蛋白質(zhì)與無莢膜菌混合培養(yǎng) 不會發(fā)生轉(zhuǎn)化 也不會導(dǎo)致小鼠死亡 所以d e兩組對照 說明促使無莢膜菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的是有莢膜菌的DNA 而不是蛋白質(zhì) 但這種轉(zhuǎn)化率是比較低的 大部分無莢膜菌不能發(fā)生轉(zhuǎn)化 所以在d組產(chǎn)生的后代中 大部分是無毒性的 少數(shù)是有毒性的 D項錯誤 答案 D 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 變式訓(xùn)練1某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 進行了以下4個實驗 S型細菌的DNA DNA酶 加入R型細菌 注射入小鼠 R型細菌的DNA DNA酶 加入S型細菌 注射入小鼠 R型細菌 DNA酶 高溫加熱后冷卻 加入S型細菌的DNA 注射入小鼠 S型細菌 DNA酶 高溫加熱后冷卻 加入R型細菌的DNA 注射入小鼠 以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是 A 存活 存活 存活 死亡B 存活 死亡 存活 死亡C 死亡 死亡 存活 存活D 存活 死亡 存活 存活 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 解析 S型細菌是有毒性的 但若將其DNA在DNA酶的作用下水解掉 則S型細菌的DNA水解產(chǎn)物不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 故實驗 中小鼠存活 實驗 中不管是否用DNA酶將R型細菌的DNA水解 因后來又加入了有毒的S型細菌 故小鼠都會死亡 實驗 中因加入DNA酶后又高溫加熱 DNA酶變性失活 R型細菌死亡 故再加入S型細菌的DNA也不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 所以小鼠存活 實驗 中加入DNA酶后又高溫加熱 DNA酶變性失活 S型細菌死亡 再加入R型細菌的DNA而不是活的R型細菌 故也不能使小鼠死亡 答案 D 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 噬菌體侵染細菌的實驗過程及分析問題導(dǎo)引請根據(jù)噬菌體的代謝特點思考 能直接用分別含放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體 以分別標記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA嗎 試闡述原因 提示 不能 因為噬菌體無細胞結(jié)構(gòu) 專門寄生在活細胞內(nèi) 依靠活細胞中的物質(zhì)進行繁殖和代謝 而不能在培養(yǎng)基中生存 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 名師精講1 噬菌體侵染細菌實驗 1 同位素示蹤法 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 2 標記噬菌體 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 3 噬菌體侵染細菌 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 4 誤差分析 35S標記噬菌體的一組離心后沉淀物有少量放射性的原因 攪拌不充分 留在大腸桿菌細胞表面的噬菌體蛋白質(zhì)外殼隨大腸桿菌細胞分布在沉淀物中 沉淀物有少量放射性 32P標記噬菌體的一組離心后上清液有少量放射性的原因 a 培養(yǎng)時間短 部分噬菌體還未吸附 侵染至大腸桿菌細胞 離心后未吸附至大腸桿菌細胞的噬菌體分布在上清液 上清液中有放射性 b 培養(yǎng)時間過長 噬菌體在大腸桿菌內(nèi)大量繁殖 大腸桿菌裂解死亡 釋放出噬菌體 離心后噬菌體將分布在上清液 上清液有少量放射性 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 2 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗與噬菌體侵染細菌實驗的比較 1 實驗設(shè)計思路相同 設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開 單獨 直接研究它們各自的作用 2 實驗設(shè)計原則相同 都遵循對照原則 3 將DNA與蛋白質(zhì)分開的方法不同 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗用差速離心的方法將DNA與蛋白質(zhì)分開 噬菌體侵染細菌實驗用同位素標記法將DNA與蛋白質(zhì)分開 4 兩個實驗都能證明DNA是遺傳物質(zhì) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 典例剖析 例題2 艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗與赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗是關(guān)于探究遺傳物質(zhì)的兩個經(jīng)典實驗 下列敘述正確的是 A 兩個實驗均采用了對照實驗和同位素標記的方法B 兩者的關(guān)鍵設(shè)計思路都是把DNA與蛋白質(zhì)分開 研究各自的作用C 赫爾希與蔡斯對同一組噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別采用35S和32P標記D 兩個實驗證明了DNA是細菌的遺傳物質(zhì) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 解析 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗采用了對照實驗的方法 但沒有采用同位素標記法 A項錯誤 兩個實驗的設(shè)計思路一致 即設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開 單獨地 直接地觀察它們各自的作用 B項正確 噬菌體侵染細菌的實驗分兩組 一組是32P標記的噬菌體 另一組是35S標記的噬菌體 C項錯誤 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗證明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA 噬菌體侵染細菌實驗證明了噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA D項錯誤 答案 B反思領(lǐng)悟 在T2噬菌體的化學(xué)組成中 S只存在于某些蛋白質(zhì)中 P幾乎都存在于DNA 核酸 中 故可用同位素標記這兩種元素 以分別了解兩者在遺傳上的作用 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的結(jié)論都是DNA是遺傳物質(zhì) 但都不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 變式訓(xùn)練2若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染 裂解后釋放的所有噬菌體 A 一定有35S 可能有32PB 只有35SC 一定有32P 可能有35SD 只有32P解析 1個32P標記的噬菌體侵染35S標記的大腸桿菌 含32P標記的噬菌體DNA侵入大腸桿菌 以大腸桿菌內(nèi)的物質(zhì)為原料進行復(fù)制 故釋放的噬菌體可能含有32P 噬菌體以大腸桿菌內(nèi)的含35S的物質(zhì)為原料合成蛋白質(zhì) 故釋放的噬菌體一定含有35S 答案 A 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 噬菌體可以寄生在動物細胞內(nèi) 提示 噬菌體屬于細菌病毒 只能寄生在細菌體內(nèi) 2 用35S標記的噬菌體侵染細菌 經(jīng)過攪拌和離心后 放射性主要分布在上清液中 提示 35S標記的是噬菌體的蛋白質(zhì) 在侵染過程中蛋白質(zhì)沒有侵入細菌體內(nèi) 所以放射性主要分布在上清液中 3 使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌必須用S型細菌的完整細胞 提示 使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的是S型細菌的DNA 4 構(gòu)成S型活細菌的DNA 蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)中 只有DNA才能使R型細菌的致病性發(fā)生轉(zhuǎn)化 提示 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 5 遺傳物質(zhì)不僅能攜帶遺傳信息 控制生物體的特定性狀 而且還可通過細胞增殖過程將遺傳信息傳遞給后代 提示 6 在植物細胞和動物細胞中遺傳物質(zhì)主要是DNA 提示 在植物細胞和動物細胞中遺傳物質(zhì)是DNA 7 凡是含DNA的生物 不論其有無RNA 遺傳物質(zhì)均為DNA 提示 8 在只含有RNA而無DNA的一些病毒中 遺傳物質(zhì)是RNA 提示 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 DNA的粗提取和鑒定 實驗指導(dǎo) 1 實驗原理 1 DNA在物質(zhì)的量濃度為0 14mol L的NaCl溶液中溶解度最低 因此通過改變NaCl溶液的濃度 溶解在NaCl溶液中的DNA會析出來 2 DNA不溶于乙醇溶液 而細胞中某些物質(zhì)可溶于乙醇溶液 從而可提取出含雜質(zhì)較少的DNA 3 DNA 二苯胺藍色 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 2 實驗流程 1 DNA的粗提取 制備雞血細胞液 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 提取雞血細胞的核物質(zhì) 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 溶解核內(nèi)的DNA 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 析出DNA絲狀物 取DNA絲狀物 獲得含一定雜質(zhì)的DNA 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 2 DNA的鑒定 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 3 本實驗的要點分析 1 加入抗凝劑的目的制備雞血細胞液時要在取新鮮雞血的同時加入抗凝劑 防止血液凝固 使血液分層 取下層血細胞 2 實驗中幾次重復(fù)操作的目的 實驗中有兩次使用蒸餾水第一次在第 步 目的是使血細胞吸水脹破 第二次在第 步 目的是稀釋NaCl溶液 除第一次攪拌外 后面幾次攪拌均要朝向一個方向 并且在析出DNA DNA再溶解和提取中 攪拌都要輕緩 玻璃棒不要直插燒杯底部 防止DNA分子斷裂 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 3 實驗中的關(guān)鍵點 加入足量蒸餾水并充分攪拌雞血細胞液 DNA存在于雞血細胞核中 將雞血細胞與蒸餾水混合以后 應(yīng)用玻璃棒沿一個方向快速攪拌 使雞血細胞加速破裂 并釋放出DNA 因為玻璃容器吸附DNA 實驗中最好使用塑料的燒杯和試管 否則提取的DNA量會較少 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 設(shè)計體驗 下圖為 DNA的粗提取和鑒定 實驗裝置 1 實驗材料選用雞血細胞液 而不用雞全血 主要原因是雞血細胞液中有較高含量的 2 在圖A所示的實驗步驟中加蒸餾水的目的是 通過圖B所示的步驟取得濾液 再在溶液中加入2mol L的NaCl溶液的目的是 圖C所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是 3 為鑒定實驗所得絲狀物的主要成分是DNA 可將絲狀物溶解后滴加溶液 結(jié)果在水浴加熱的條件下發(fā)生溶液變藍的現(xiàn)象 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 解析 圖A B C所示為 DNA的粗提取和鑒定 實驗的三個關(guān)鍵步驟 圖A通過添加蒸餾水 血細胞與蒸餾水相混合 細胞因大量吸水最終破裂 并釋放出胞內(nèi)物 圖B通過紗布過濾使血細胞釋放出的DNA濾入收集的濾液中 將大量膠狀物濾出 再在濾液中加入物質(zhì)的量濃度為2mol L的NaCl溶液 使DNA溶于NaCl溶液 圖C在DNA濃鹽溶液中加入蒸餾水 大量 可使NaCl溶液濃度降低 DNA在物質(zhì)的量濃度為0 14mol L的NaCl溶液中溶解度最低 使DNA析出 經(jīng)過濾等手段可以收集到DNA 在沸水浴條件下 DNA與二苯胺發(fā)生藍色反應(yīng) 答案 1 DNA 2 使血細胞破裂使濾液中的DNA溶于濃鹽溶液使DNA析出 3 二苯胺 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 反思領(lǐng)悟 DNA的粗提取和鑒定 實驗的材料選用雞血細胞液 而不用雞全血 主要原因是DNA主要儲存于細胞核內(nèi) 使用雞血細胞液提高材料中的細胞數(shù)量和DNA含量 從而可以保證實驗所提取到的DNA的含量 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 1 格里菲思進行了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 下列哪一項不是格里菲思實驗的意義 A 提出了 轉(zhuǎn)化因子 的概念B 證實了DNA是遺傳物質(zhì)C 奠定了艾弗里實驗的基礎(chǔ)D 開辟了用微生物研究遺傳學(xué)的新途徑解析 1928年 格里菲思完成肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 提出細菌體內(nèi)有一種轉(zhuǎn)化因子 它可使原本對小鼠無毒的細菌 R型 變成有毒的細菌 S型 但并沒有證實這種物質(zhì)是DNA 后來 美國科學(xué)家艾弗里和他的同事證明了該物質(zhì)是DNA 答案 B 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 2 艾弗里等人為了弄清轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì) 進行了一系列的實驗 下圖是他們所做的一組實驗 則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的為 A 實驗一B 實驗二C 實驗三D 實驗一和三解析 實驗二中加入的DNA酶能分解S型細菌的DNA 無法使完整的DNA片段轉(zhuǎn)移至R型細菌中 所以菌落只有一種 即R型菌落 實驗一和實驗三中產(chǎn)生的菌落均有兩種 答案 B 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 3 下列關(guān)于DNA的敘述 錯誤的是 A DNA是主要的遺傳物質(zhì)B DNA不可能是病毒的遺傳物質(zhì)C T2噬菌體侵染細菌的實驗 可以證明DNA是遺傳物質(zhì)D 真核細胞中的DNA主要存在于細胞核中解析 病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA 如T2噬菌體的遺傳物質(zhì)就是DNA 答案 B 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 4 赫爾希和蔡斯于1952年所做的噬菌體侵染細菌的著名實驗進一步證實了DNA是遺傳物質(zhì) 這項實驗獲得成功的主要原因是噬菌體 A 侵染大腸桿菌后會裂解宿主細胞B 只將其DNA注入大腸桿菌細胞中C DNA可用15N放射性同位素標記D 蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標記解析 噬菌體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)包括蛋白質(zhì)和DNA 對蛋白質(zhì)和DNA進行標記要用它們特有的元素 即分別用35S和32P進行標記 而不能用共有的元素15N進行標記 噬菌體侵染大腸桿菌時把DNA注入大腸桿菌中 而蛋白質(zhì)外殼留在外面 這一特性將蛋白質(zhì)和DNA分離開 使實驗結(jié)果更科學(xué) 更準確 答案 B 探究點一 探究點二 易錯點 排查 實驗設(shè)計 當(dāng)堂檢測 5 做 DNA的粗提取和鑒定 實驗時 選用雞血而不用豬血的原因是 A 雞血的價格比豬血的價格低B 豬的成熟紅細胞沒有細胞核 不易提取到DNAC 雞血不凝固 豬血會凝固D 用雞血提取DNA比用豬血提取操作簡便解析 雞的紅細胞與豬的紅細胞相比 最主要的差別就是前者含有細胞核 后者不含細胞核 而DNA主要分布在細胞核中 答案 B