四川省成都經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)高考生物 第三章基因的本質(zhì)課件1 必修2

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1、第3章 基因的本質(zhì)欄目導(dǎo)航復(fù)習(xí)向?qū)дn前導(dǎo)學(xué)要點探究走近高考復(fù) 習(xí) 向 導(dǎo)考綱展示高頻考點考綱解讀1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程()理解探索遺傳物質(zhì)的幾個經(jīng)典實驗的設(shè)計思路、方法、原理及問題分析2.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點()識記DNA分子的元素組成、結(jié)構(gòu)單位及雙螺旋結(jié)構(gòu)特點,概述DNA分子的穩(wěn)定性、多樣性和特異性3.基因的概念()理解基因的本質(zhì),說明基因與DNA、染色體的關(guān)系4.DNA分子的復(fù)制()概述DNA分子復(fù)制的場所、時間和過程,理解DNA復(fù)制的條件、特點及意義第第1節(jié)節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗1.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思(1)實驗過程及結(jié)果小鼠基礎(chǔ)梳理(2

2、)結(jié)論:加熱殺死的S型細菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”,將無毒性的R型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細菌。2.體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里(1)實驗思路:將組成S型活細菌的各種物質(zhì)分離提純,并使其分別與R型活細菌混合培養(yǎng),單獨觀察各種物質(zhì)的作用。(2)實驗過程及結(jié)果(3)實驗結(jié)論:S型菌的DNA分子是使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)。二、噬菌體侵染細菌實驗1.實驗方法:放射性同位素標記法。(1)標記細菌細菌+含35S的培養(yǎng)基含35S的細菌。細菌+含32P的培養(yǎng)基含32P的細菌。(2)標記噬菌體噬菌體+含35S的細菌含35S的噬菌體。噬菌體+含32P的細菌含32P的噬菌體。2.實驗過程及結(jié)果實驗過程及結(jié)果3.結(jié)論

3、:DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。【思維激活】 為什么用35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,用32P標記噬菌體的DNA?提示:通過對噬菌體中蛋白質(zhì)和DNA的研究表明,僅在蛋白質(zhì)中含有S,而P幾乎都存在于DNA分子中。三、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗1.過程及結(jié)果煙草花毒煙草花毒煙草煙草 2. .結(jié)論結(jié)論:RNARNA是遺傳物質(zhì)。是遺傳物質(zhì)。四、四、DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)細胞生物(真核、原核)非細胞生物(病毒)核酸DNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNARNA因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。知識導(dǎo)圖肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗問題引領(lǐng)問題引領(lǐng):肺

4、炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化和體外轉(zhuǎn)化實驗有何異同點?要 點 探 究探究點一體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗者格里菲思艾弗里及同事培養(yǎng)細菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)實驗原則R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌各成分所起作用的相互對照實驗結(jié)果加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌S型細菌的DNA使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌實驗結(jié)論S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)兩實驗聯(lián)系:(1)所用材料相同,都是R型和S型肺炎雙球菌(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ),僅說明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(3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則 (1)加熱殺死S型細菌的過程

5、中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)其活性。(2)R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的原因是S型細菌DNA與R型細菌DNA實現(xiàn)重組,表現(xiàn)出S型細菌的性狀,此變異屬于基因重組?！纠?】 (2011年廣東高考)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗,結(jié)果如下表。從表可知()實驗組號接種菌型加入S型菌物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況R蛋白質(zhì)R型R莢膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(經(jīng)DNA酶處理)R型A.不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.和說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)思維導(dǎo)引:1.分析每組加入的物質(zhì)和培養(yǎng)皿長菌結(jié)果

6、,各組結(jié)果分別說明什么?2.組相互對照,又可以說明什么問題?解析: 、組:R型菌+S型菌的蛋白質(zhì)、莢膜多糖R型菌,說明蛋白質(zhì)、莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子。組:R型菌+S型菌的DNA既有R型菌又有S型菌,說明DNA可以使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌;組:R型菌+用DNA酶水解的DNA 只長出R型菌,說明DNA的水解產(chǎn)物不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌,從反面說明了只有DNA才能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。答案:C。噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗問題引領(lǐng):怎樣用同位素對噬菌體進行標記?肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗都遵循哪種實驗設(shè)計原則?1.實驗分析實驗方法同位素標記法侵染過程吸附注入復(fù)制、合成組裝釋放實驗操作分

7、別標記細菌分別標記噬菌體分別用標記噬菌體侵染未標記細菌攪拌、離心、檢測放射性巧妙構(gòu)思噬菌體只有DNA和蛋白質(zhì)兩種成分實驗結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)探究點 二2.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較(1)實驗設(shè)計思路及結(jié)論的比較艾弗里實驗噬菌體侵染細菌實驗思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開,單獨地、直接地研究它們各自的遺傳功能處理方式的區(qū)別直接分離:分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等,分別與R型菌混合培養(yǎng)同位素標記法:分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素(32P和35S)實驗結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)(2)兩個實驗遵循相同的實驗設(shè)計原則對照原則肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的相

8、互對照:+ + 噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照:DNA是遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細菌實驗中32P和35S的存在部位:不同的同位素標記不同的部位,子代的放射性有差異,現(xiàn)歸納如下:DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)噬菌體32P35S14C、2H、18O、15N細菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌體32P(少數(shù))、31P(全部)32SC、H、O、N的兩種同位素都有(3)該實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),因為蛋白質(zhì)外殼留在外面,其作用不能證明。該實驗可同時證明:DNA分子具有相對穩(wěn)定性。DNA能自我復(fù)制,使前后代保持一定的連續(xù)性。DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成,但不能證明DNA分子產(chǎn)生可遺傳的變異?！?/p>

9、例2】 (2011蘇北一模)下列有關(guān)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的異同點的敘述,正確的是()A.實驗材料都是原核生物B.都利用了放射性同位素標記法C.都能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.實驗設(shè)計思路都是設(shè)法將蛋白質(zhì)和DNA分開思維導(dǎo)引:解析:病毒不是原核生物,肺炎雙球菌才是原核生物,A錯。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗沒有用到同位素,B錯。都能證明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA(少數(shù)生物是以RNA作為遺傳物質(zhì)),所以說DNA是“主要”的遺傳物質(zhì),C錯。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗是通過人工化學(xué)分離的方法分離蛋白質(zhì)、DNA等物質(zhì)。噬菌體侵染細菌實驗則是

10、利用病毒侵入宿主細胞,蛋白質(zhì)外殼不進入細胞的這個特點實現(xiàn)DNA和蛋白質(zhì)的分離,故D項正確。答案:D。【遷移應(yīng)用】 (2011濰坊質(zhì)檢)艾弗里等人肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。有關(guān)這兩個實驗的敘述中,不正確的是(C)A.都選用結(jié)構(gòu)簡單的生物作為實驗材料,繁殖快、容易觀察因遺傳物質(zhì)改變而引起的變異B.設(shè)計思路上的共同點是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開研究各自的效應(yīng)C.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗“R型菌+S型菌DNA會得到S型菌”,因此用S型菌+R型菌DNA也會得到R型菌D.赫爾希和蔡斯用32P、35S分別標記DNA和蛋白質(zhì),研究DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)解析:肺炎

11、雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗“R型菌+S型菌DNA會得到S型菌”,但用S型菌+R型菌DNA不會得到R型菌。R型菌和S型菌的區(qū)別是S型菌有多糖類的莢膜,S型菌+R型菌DNA混合,即使R型菌DNA進入S型菌中,也不會使S型菌控制莢膜合成的相關(guān)DNA丟失或者不表達,因此,不會得到R型菌。生物的遺傳物質(zhì)的判別生物的遺傳物質(zhì)的判別問題引領(lǐng):說出原核生物、真核生物和病毒的遺傳物質(zhì)有何不同?生物所含核酸所含核苷酸含氮堿基遺傳物質(zhì)細胞生物(原核、真核生物)2種 5種:A、T、C、G、U均為DNA病毒DNA病毒1種,為DNA4種脫氧核苷酸4種:A、T、C、GDNARNA病毒1種,為RNA4種核糖核苷酸4種:A、U、C、GR

12、NA探究點 三【例3】 (2011江蘇無錫期末)下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是()A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸思維導(dǎo)引:解析解析: 豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA;酵母菌是真核生物,它的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在細胞核中,與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體,少數(shù)分布在細胞質(zhì)中;T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,其組成元素有C、H、O、N,不含S元素;HIV的遺傳物質(zhì)是RNA,水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸而不是脫氧核苷酸。答案答案:B。1.(2011年江蘇高考)關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確

13、的是(C)A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng)C.用35S標記噬菌體的侵染實驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D.32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)解析解析:本題考查噬菌體侵染細菌的實驗,同時考查考生的實驗分析能力。噬菌體是病毒,必須寄生在活細胞中,不能用普通的培養(yǎng)基培養(yǎng),A錯誤;分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,若長時間保溫,含32P標記的子代噬菌體會從裂解后的大腸桿菌中釋放出來,使上清液中放射性增強。

14、B錯誤;本實驗中,如果攪拌不充分,導(dǎo)致有放射性的蛋白質(zhì)外殼不能從大腸桿菌上脫落,使沉淀物中也有少量的放射性存在,C正確;32P、35S標記的噬菌體侵染實驗是相互對照,共同說明DNA是遺傳物質(zhì),由于蛋白質(zhì)未進入大腸桿菌中,所以不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),D錯誤。2.(2010年江蘇高考)探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的,直到20世紀初期,人們?nèi)云毡檎J為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時人們作出判斷的理由不包括(C)A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān)C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性,并且能夠自我復(fù)制D.蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息解析解析:本題借助科學(xué)發(fā)展史考

15、查蛋白質(zhì)的多樣性等特點。蛋白質(zhì)不具備熱穩(wěn)定性,也不能復(fù)制,故選C項。其他選項所述的蛋白質(zhì)的特點,與遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特征一致,可作為遺傳物質(zhì)的理由。3.(2010年海南高考)某同學(xué)分離純化了甲、乙兩種噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,重新組合為“雜合”噬菌體,然后分別感染大腸桿菌,并對子代噬菌體的表現(xiàn)型作出預(yù)測,見表。其中預(yù)測正確的是(B)“雜合”噬菌體的組成實驗預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果序號子代表現(xiàn)型甲的DNA+乙的蛋白質(zhì)1與甲種一致2與乙種一致乙的DNA+甲的蛋白質(zhì)3與甲種一致A.A.1、3B.B.1、4C.C.2、3D.D.2、4解析解析:病毒的遺傳物質(zhì)決定病毒的遺傳性狀病毒的遺傳物質(zhì)決定病毒的遺傳性狀,甲的甲的DNA+DNA+乙的蛋白質(zhì)組成乙的蛋白質(zhì)組成“ “雜合雜合” ”噬菌體噬菌體,其子代與甲種一致其子代與甲種一致;乙的乙的DNA+DNA+甲的蛋白質(zhì)組成甲的蛋白質(zhì)組成“ “雜合雜合” ”噬菌體噬菌體,其子代與乙種一致。其子代與乙種一致。