《高中生物 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質課件 新人教版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質課件 新人教版必修2.ppt（73頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、成才之路 生物,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 必修2,基因的本質,第三章,全保留復制模型：在全保留復制模型中，母鏈DNA分開，分別復制形成兩條子鏈DNA，此后兩條母鏈DNA彼此結合，恢復原狀，新合成的兩條子鏈彼此互補結合形成一條新的雙鏈DNA分子。 彌散復制模型：在彌散(分散)復制模型中，親代雙鏈被切成雙鏈片段，而這些片段又可以作為新合成雙鏈片段的模板，新、老雙鏈片段又以某種方式聚集成“雜種鏈”。 在這些模型中，現(xiàn)在認為哪一個是正確的？要正確回答這一問題，必須要弄清楚DNA的結構及其特點和DNA的復制過程。,本章共包括4節(jié)內容，第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質，第2節(jié)DNA分子的結構，第

2、3節(jié)DNA的復制，第4節(jié)基因是有遺傳效應的DNA片段。第1節(jié)主要講述了DNA是遺傳物質的直接證據“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”；第2節(jié)是由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成的；第3節(jié)包括對DNA分子復制的推測，DNA半保留復制的過程兩部分；第4節(jié)包括說明基因與DNA關系的實例，DNA片段中的遺傳信息兩部分。,本章是從分子水平上進一步詳盡地闡述遺傳的物質基礎和作用原理，通過講述DNA是遺傳物質的實驗證據，DNA分子的結構和復制，以及基因的基本概念等內容，使同學們對DNA和基因的有關結構、它們之間的關系，以及在遺傳上的作用等，

3、有更深入的理解和認識。本章與其他各章的聯(lián)系十分密切。第1章是在客觀上，或說現(xiàn)象層面認識基因對性狀的作用，本章則是在第2章的基礎上延伸的。本章又為學習第4章基因的表達、第5章基因的突變及其他變異以及第6章從雜交育種到基因工程打下了必要的基礎，也為學習第7章有關生物進化理論的內容進行了必要的知識鋪墊。,學習本章知識需注意以下幾個方面： 1本章有許多經典的實驗，學習中要循著科學家進行實驗的方法步驟，認真分析實驗結果，嘗試歸納實驗結論，進一步體會科學家實驗設計的思路。 2在學習本章內容的同時，還應該關注生物科學、技術與社會三者之間的關系，豐富自己的知識，充實自己的頭腦，加深對所學知識的理解。,,第1節(jié)

4、DNA是主要的遺傳物質,第三章,1S型肺炎雙球菌有莢膜，有毒；R型肺炎雙球菌無莢膜，無毒。 2在肺炎雙球菌轉化實驗中，只有S型細菌的DNA才能使R型細菌轉化為S型細菌，即轉化因子是DNA。 3T2噬菌體由蛋白質和DNA組成，S存在于蛋白質中，P幾乎全部存在于DNA中。 4肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質。 5煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。,目標導航： 1說出對遺傳物質的早期推測。 2分析肺炎雙球菌轉化實驗的過程及結論。(重、難點) 3分析噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程及結論。(重、難點) 4說明DNA是主要遺傳物質的原因。,問題探究：那么是什么物質決定了生物的遺

5、傳現(xiàn)象呢？ 提示：絕大多數生物的遺傳是由DNA決定的，少數病毒的遺傳由RNA決定。,一、肺炎雙球菌的轉化實驗 1兩種肺炎雙球菌的比較：,預 習 導 學,有,光滑,有,無,粗糙,無,2.格里菲思的體內轉化實驗： (1)過程及現(xiàn)象： (2)實驗結論：加熱殺死的S型細菌中含有__________將R型活細菌轉化為______________________。,,不死亡,死亡,S型活細菌,不死亡,死亡,S型活細菌,轉化因子,S型活細菌,3艾弗里的體外轉化實驗： (1)過程及現(xiàn)象： (2)實驗結論：使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質是________，即________是遺傳物質，________不是

6、遺傳物質。,DNA,莢膜多糖,S型細菌,DNA酶,S型細菌,R型細菌,R型細菌,R型細菌,DNA,DNA,蛋白質,二、噬菌體侵染細菌的實驗 1T2噬菌體： (1)結構：頭部和尾部的外殼由________構成，頭部內含有________________。 (2)與大腸桿菌的關系：__________________。 (3)增殖特點：在自身____________的作用下，利用______________體內的物質合成自身的組成成分，進行增殖。 2實驗方法：___________________________________。,蛋白質,DNA,寄生,遺傳物質,大腸桿菌,放射性同位素標記法,35

7、S,32P,35S,32P,很高,很低,35S,很低,很高,32P,4實驗結果： (1)T2噬菌體侵染細菌時，________進入到細菌的細胞中，而______________仍留在外面。 (2)子代T2噬菌體的各種性狀，是通過_______________遺傳的。 5結論：________是遺傳物質。,DNA,蛋白質外殼,親代的DNA,DNA,三、驗證RNA是遺傳物質的實驗及生物的遺傳物質 1驗證RNA是遺傳物質的實驗： (1)材料：_______________________________________。 (2)過程及結果： (3)結論：______________________

8、_______________。 2生物的遺傳物質：________是主要的遺傳物質。,,煙草花葉病毒,RNA,不出現(xiàn)煙草花葉病,RNA是遺傳物質,DNA,1.格里菲思的實驗能否證明S型細菌體內的哪種物質是轉化因子？ 2艾弗里的實驗證明了DNA是遺傳物質，能否證明蛋白質不是遺傳物質？ 提示：1.不能。由于格里菲思沒有將細菌中各組分分開，所以他只能證明S型細菌體內含有轉化因子。 2能。實驗過程中加入了S型細菌的蛋白質、多糖等物質，與R型細菌共同培養(yǎng)，沒有S型細菌出現(xiàn)，說明蛋白質不是遺傳物質。,思 維 激 活,(一)問題探討 1提示：遺傳物質必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準確地復制出拷貝，

9、傳遞給下一代等。 2提示：這是一道開放性的題，答案并不唯一，只要提出正確的思路即可。 (二)旁欄思考題 因為硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質組分中，而磷則主要存在于DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因為T2噬菌體的蛋白質和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。,(三)思考與討論 1提示：細菌和病毒作為實驗材料，具有的優(yōu)點是：(1)個體很小，結構簡單，容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。(2)繁殖快。細菌2030min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。 2最關鍵的實驗設計思路是設法把DNA與蛋白質分開，單獨地、直接地

10、去觀察DNA或蛋白質的作用。,3艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養(yǎng)技術、物質的提純和鑒定技術等。赫爾希采用的技術手段有噬菌體的培養(yǎng)技術、同位素標記技術，以及物質的提取和分離技術等(可能回答出其他的技術，但只要回答出上述主要技術就可以)。 科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發(fā)展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互促進的。,1.格里菲思實驗(體內轉化實驗) (1)肺炎雙球菌的種類、結構及生理特性： 提示：S型肺炎雙球菌可使人患肺炎或使小鼠患敗血癥。,肺炎雙球菌的轉化實驗,要 點 歸 納,(2)實驗過程： 注射R型活細菌小鼠不死亡小鼠體內出現(xiàn)R型活細菌 注射S型活菌小鼠

11、死亡小鼠體內出現(xiàn)S型活細菌 注射加熱殺死的S型細菌小鼠不死亡小鼠體內不出現(xiàn)S型活細菌,(3)實驗結論：加熱殺死的S型細菌中，含有某種促成R型細菌轉化為S型細菌的活性物質“轉化因子”，這種轉化因子將無毒性的R型細菌轉化為有毒性的S型細菌。,2艾弗里實驗(體外轉化實驗) (1)實驗背景 1944年美國科學家艾弗里等人為了弄清“轉化因子”為何物質，進行了肺炎雙球菌的轉化實驗。他們從S型活細菌中提取出了DNA、蛋白質和多糖等物質，然后將其分別加入到培養(yǎng)了R型細菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。,(2)實驗過程及結論,實驗證明DNA的分解產物不是“轉化因子”，其目的是從反面證明DNA是遺傳物質。實驗是相互對照，證明DN

12、A是遺傳物質，而蛋白質、多糖等不是遺傳物質。,已知有莢膜的肺炎雙球菌可引起動物致死性肺炎，無莢膜的肺炎雙球菌對動物無害。請根據下列實驗回答：從有莢膜的肺炎雙球菌中提取了DNA、蛋白質、多糖等物質，分別加入培養(yǎng)無莢膜細菌的培養(yǎng)基中，并將培養(yǎng)液注射到小鼠體內，其結果不正確的是(),典 例 導 析,,解析從有莢膜的肺炎雙球菌體內提取的物質中，只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉化為有莢膜的肺炎雙球菌，使小鼠致死。A、B、C都正確。D中有DNA，但用DNA酶處理DNA分子，就會使DNA分子水解，不會使無莢膜的肺炎雙球菌轉化為有莢膜的肺炎雙球菌，小鼠應正常。 答案D,(2015揚州模擬)艾弗里及其同事為

13、了探究S型肺炎雙球菌中何種物質是“轉化因子”，進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗。下列敘述錯誤的是 () A實驗設計思路是單獨觀察S型細菌各種組分的作用 B實驗過程中應使用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)R型細菌 C添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中只有S型菌落 D實驗結論是DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質 答案C,解析艾弗里及其同事設法將S型細菌的各種組成成分進行提純和鑒定，然后把S型細菌的蛋白質、多糖、DNA等物質分別添加到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，只有將S型細菌DNA添加到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，R型細菌才能轉化成S型細菌，該培養(yǎng)基中既有R型菌落，又有S型菌落。,1.T2噬菌體 (1)生活方式：T2噬菌體是一種

14、專門寄生在大腸桿菌體內的病毒(無細胞結構)。 (2)結構與成分：T2噬菌體是由頭部和尾部組成的(如圖所示)，頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成的，頭部內含有DNA。即T2噬菌體的組成成分只有蛋白質和DNA。,噬菌體侵染細菌的實驗,要 點 歸 納,2赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗 (1)實驗方法：放射性同位素標記。 (2)實驗步驟：如圖所示。 35S或32P標記T2噬菌體(兩組)用未標記的大腸桿菌培養(yǎng)標記的T2噬菌體攪拌離心放射性檢測。,(3)結果與分析： 蛋白質含有35S標記的噬菌體的感染實驗，放射性同位素主要分布在上清液中。說明噬菌體侵染細菌時蛋白質外殼留在細菌外面。 DNA含有32P標記的

15、噬菌體的感染實驗，放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中。說明噬菌體侵染細菌時DNA進入到細菌的細胞中。 (4)實驗結論： 子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質。,本實驗還能間接證明DNA是遺傳物質的兩個特點：一是DNA能使前后代保持一定的連續(xù)性；二是DNA能夠指導蛋白質的合成，從而控制生物的新陳代謝過程和性狀。,解析A項，噬菌體是營寄生生活的，不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)，A項錯誤；B項，保溫時間大長，部分大腸桿菌裂解，釋放出子代噬菌體，使上清液中也有少量放射性，B項正確；C項，35S標記的蛋白質未進入細胞內，無法證明其是否為遺傳物質，C項錯誤；D項，放射性主要分布在沉

16、淀物中，D項錯誤。 答案B,答案B 解析噬菌體不能在普通培養(yǎng)基上生長，必須在細菌體內才進行繁殖，因此必須使用無標記的噬菌體去感染被35S標記的細菌，才能得到含35S的噬菌體；在噬菌體感染細菌的實驗中，噬菌體的蛋白質沒有參與新噬菌體的繁殖過程，因此既不能證明蛋白質是遺傳物質，也不能證明其不是遺傳物質。,1.RNA病毒的遺傳物質 煙草花葉病毒不含DNA，只含有蛋白質和RNA。對這些病毒來說，RNA起著遺傳物質的作用。 (1)研究思路：將RNA與其他成分分離，單獨研究各自的遺傳功能。,DNA是主要的遺傳物質,要 點 歸 納,(2)方法步驟： 煙草花葉病毒煙草煙草患花葉病。 分離煙草花葉病毒成分，單獨

17、侵染細菌。 a煙草花葉病毒RNA煙草煙草患花葉病 b煙草花葉病毒蛋白質煙草煙草正常 (3)實驗結論：RNA是遺傳物質。,2DNA是絕大多數生物的遺傳物質 (1)以DNA作為遺傳物質的生物：細胞生物(原、真核生物)、DNA病毒(如T2噬菌體)。 (2)以RNA作為遺傳物質的生物：煙草花葉病毒、流感病毒、禽流感病毒、艾滋病病毒、SARS等只含RNA的病毒。 (3)結論：DNA是主要的遺傳物質。(原因：絕大多數生物的遺傳物質是DNA),噬菌體是一種寄生在細菌體內的病毒，其侵染細菌后，就會在自身遺傳物質的作用下，利用細菌的物質、酶系和核糖體等合成自身的DNA和蛋白質。,典 例 導 析,解析牛是真核生物

18、，其細胞內既含DNA又含RNA，但只有DNA是遺傳物質。病毒的遺傳物質是DNA或RNA，其他有細胞結構的生物，其遺傳物質都是DNA，因此可以說絕大多數生物的遺傳物質是DNA。“DNA是主要的遺傳物質”中，“主要”二字的含義是“絕大多數”生物，不是指DNA含量。 答案D,答案B 解析生物的遺傳物質是DNA或RNA，因多數生物的遺傳物質是DNA，故DNA是主要的遺傳物質。,病毒的拆開重組實驗也將RNA與其他成分分離，單獨研究各自的遺傳功能。,三個實驗的設計思路和方法,1.遺傳物質的特點 遺傳物質具有四個特點： (1)分子結構具有相對的穩(wěn)定性。 遺傳物質本身在化學組成和結構方面是相對穩(wěn)定的，不像糖類

19、、脂質、蛋白質那樣經常處于變化的狀態(tài)。 (2)能夠進行自我復制。 遺傳物質通過復制，使生物前后代具有一定的連續(xù)性。遺傳物質可以將自身的分子嚴格復制，并將復制后的分子向子代傳遞，使親子代間遺傳物質結構一定，保證前后代相應性狀的穩(wěn)定。,對遺傳物質的理解,(3)能夠指導蛋白質的合成。 蛋白質是生物性狀(生命活動)的體現(xiàn)者，遺傳物質通過控制蛋白質的合成，將遺傳信息通過蛋白質的性狀表現(xiàn)出來。 (4)產生可遺傳的變異。 遺傳物質的分子結構發(fā)生變化，相應性狀也發(fā)生變化，這種變化是遺傳物質變化的結果，變化了的分子結構又具有相對穩(wěn)定性，不斷傳遞下去，使變異的性狀在后代連續(xù)出現(xiàn)，即出現(xiàn)可遺傳的變異。,2對“DNA

20、是主要的遺傳物質” 的理解 生物的遺傳物質有兩種，即DNA和RNA。在真核生物、原核生物體內既有DNA也有RNA，它們的遺傳物質是DNA而不是RNA。在病毒中，有的只含DNA，有的只含RNA，它們的遺傳物質有的是DNA，有的是RNA。因此生物體內的遺傳物質是DNA或者RNA，由于DNA比較廣泛地分布在生物體中，所以說DNA是主要的遺傳物質。,3煙草花葉病毒侵染煙草實驗 有的生物如煙草花葉病毒，簡稱TMV，基本成分是蛋白質和RNA，體內并沒有DNA，而只含有RNA，這些生物遺傳物質是什么呢？1957年格勒和施拉姆用石炭酸處理這種病毒，去掉了蛋白質，只剩下了RNA，再將RNA接種在正常煙草上，結果

21、發(fā)生了花葉病。而用蛋白質部分感染正常煙草，則不發(fā)生花葉病。以后有人將煙草花葉病毒的RNA與車前草病毒的蛋白質結合在一起，形成一個類似“雜種”的新品系，用它進行感染實驗，發(fā)生的病癥以及繁殖出的病毒類型，都與煙草花葉病毒的相同，證明這些病毒的遺傳物質是RNA，蛋白質不是遺傳物質，實驗過程如下圖。,,ATMV和HRV的結構以及兩種病毒侵染煙草葉引起的病癥 (a)TMV；(b)HRV。 BTMV蛋白質外殼和HRV的RNA所合成的新品系侵染煙草葉的情況 (a)TMV蛋白質外殼，單獨沒有侵染作用； (b)HRV的RNA，單獨有侵染作用； (c)TMV蛋白質外殼和HRV的RNA合成的新品系，有侵染作用；新品

22、系產生的病毒后代全屬HRV型。 結論：在沒有DNA的生物體內，RNA是遺傳物質。,小結：,(1)實驗室中獲得大量禽流感病毒，不是將病毒直接接種到無細胞的培養(yǎng)基上，而是以活雞胚為培養(yǎng)基，其原因是____________________________________。,(2)利用特定的顏色反應來鑒定禽流感病毒的化學組分，原理是： RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色； ____________________； DNA與二苯胺試劑共熱顯藍色。 (3)實驗分析出禽流感病毒的物質組成為蛋白質和RNA，不含DNA。則證明禽流感病毒的遺傳物質的最關鍵的實驗設計思路是__________________

23、________________。,(4)請你預測用禽流感病毒的蛋白質和RNA分別感染活雞胚所存在的幾種可能性： 如果蛋白質與RNA都有遺傳效應，說明蛋白質和RNA都是遺傳物質。 如果_______________________________________， 說明：________________________________________。 如果________________________________________， 說明：________________________________________。 如果_______________________________

24、_______， 說明：_______________________________________。,標準答案(1)病毒的繁殖只能寄生在宿主的活細胞中進行 (2)蛋白質與雙縮脲試劑作用顯紫色 (3)設法將禽流感病毒的蛋白質和RNA分開，單獨地、直接地去觀察它們各自的作用 (4)RNA有遺傳效應，而蛋白質沒有遺傳效應RNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質 RNA沒有遺傳效應，而蛋白質有遺傳效應 RNA不是遺傳物質，而蛋白質是遺傳物質 RNA和蛋白質都沒有遺傳效應 RNA和蛋白質都不是遺傳物質,方法警示得分要點： (1)必須體現(xiàn)“寄生在活細胞”。 (2)必須體現(xiàn)“雙縮脲試劑、紫色”。 (3)必

25、須體現(xiàn)“分開、單獨”。 (4)必須體現(xiàn)“RNA，蛋白質”。,錯因案例(1)錯答為“活雞胚內營養(yǎng)物質豐富”。(錯因：沒有突出病毒營寄生生活的特性) (2)錯答為“雙縮尿”錯別字失分；錯答為“藍色”。(錯因：書寫不規(guī)范，對基礎內容掌握不扎實) (3)錯答為“分離提純”。(錯因：把分開認為空間上的分離) (4)在說明中只寫”RNA是遺傳物質”而未寫“蛋白質不是遺傳物質”。(錯因：回答問題不夠全面，只考慮到了一個自變量),技法提煉(1)解題中的兩個疑惑點： 病毒培養(yǎng)基的選擇： 病毒是沒有細胞結構的一類生物，它們僅由核酸和蛋白質外殼組成，既無產能酶系，也無蛋白質和核酸合成酶 系，不能在培養(yǎng)基上直接培養(yǎng)，只能利用宿主活細胞作為培養(yǎng)基培養(yǎng)。 探究實驗中如何設置單一變量： 禽流感病毒體內有多種物質成分，要探究到底哪一種是它的遺傳物質，需要設置對照實驗進行探究，而控制單一變量是設置對照實驗所必須遵循的原則，所以需要單獨觀察每一種物質的作用效果，因此需利用分離提純法或同位素示蹤法。,(2)探究性實驗結果預測的方法： 探究性實驗的預測實驗結果不唯一，大多有三種可能：變量促進結果，變量抑制結果，變量與結果無關?；蚪Y果與變量的濃度有關；還有就是本題(4)這種情況：“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。,