6.1 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù).ppt

1、第六單元遺傳的分子基礎(chǔ),第16講核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù),本講目錄,回歸教材夯實基礎(chǔ),知能演練強化闖關(guān),高頻考點深度剖析,易錯辨析技法提升,一、染色體是遺傳物質(zhì)的載體 從化學(xué)成分講，染色體是由_和蛋白質(zhì)組成,其中蛋白質(zhì)又分為組蛋白和非組蛋白。DNA和_都是染色體的主要成分。 二、DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù) 1噬菌體侵染細(xì)菌的實驗 (1)設(shè)計思路：把DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開，直接地、單獨地去觀察它們的作用。 (2)材料：大腸桿菌、T2噬菌體。,DNA、RNA,組蛋白,(3)原理：T2噬菌體侵染細(xì)菌后，在_遺傳物質(zhì)的作用下，利用_的物質(zhì)來合成自身的組成物質(zhì)，從而進行大量增殖。 (4)方法：_示蹤法。 (5

2、)過程 用放射性同位素_和_分別標(biāo)記不同噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。 用標(biāo)記的噬菌體分別侵染細(xì)菌。 在噬菌體大量增殖時，對標(biāo)記物質(zhì)進行檢測。,DNA,大腸桿菌,放射性同位素,35S,32P,(6)結(jié)論：噬菌體的增殖是在噬菌體DNA的作用下完成的，_是遺傳物質(zhì)。,35S,32P,DNA,想一想 合成子代噬菌體所需的原料是什么？所需的酶、能量、原料、場所是由誰提供的？ 【提示】 氨基酸和脫氧核苷酸。由細(xì)菌提供。,2肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 材料：S型細(xì)菌有莢膜，菌落光滑，有毒；R型細(xì)菌無莢膜，菌落粗糙，無毒。 方法：分組、對照觀察。 原理：S型菌可使小鼠患敗血癥死亡。 過程：,結(jié)論：

3、加熱殺死的S型菌中含有某種_能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。 (2)離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 方法：分組、對照觀察。 原理：從活的S型菌中抽提DNA、蛋白質(zhì)及多糖等物質(zhì)，將其分別加入已培養(yǎng)了R型菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有加入_時，R型菌才轉(zhuǎn)化為S型菌。,轉(zhuǎn)化因子,DNA,結(jié)論：_是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)即遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。而且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高。,DNA,三、煙草花葉病毒的感染和重建實驗 1煙草花葉病毒的感染實驗 2煙草花葉病毒重建實驗,RNA,蛋白質(zhì),3結(jié)論 在RNA病毒中，_是遺傳物質(zhì)。,RNA,1實驗材料分析 (1)T2噬菌體營寄生生活，不能直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)。一般先

4、用標(biāo)記元素培養(yǎng)宿主細(xì)胞，再用已標(biāo)記的宿主細(xì)胞培養(yǎng)并標(biāo)記T2噬菌體。 (2)P主要存在于DNA中，而S只存在于蛋白質(zhì)中，所以用32P標(biāo)記DNA，用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)；因為DNA和蛋白質(zhì)中都含有C、H、O、N元素,所以此實驗不能用放射性的14C、18O、3H、15N標(biāo)記。,2實驗過程及結(jié)果 第一步：標(biāo)記細(xì)菌 細(xì)菌含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌； 細(xì)菌含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌。 第二步：標(biāo)記噬菌體 噬菌體含35S的細(xì)菌含35S的噬菌體； 噬菌體含32P的細(xì)菌含32P的噬菌體。 第三步：噬菌體侵染細(xì)菌 含35S的噬菌體細(xì)菌混合培養(yǎng)； 含32P的噬菌體細(xì)菌混合培養(yǎng)。 第四步：放射性檢測 35S標(biāo)記的

5、一組實驗，放射性主要分布在懸浮液中； 32P標(biāo)記的一組實驗，放射性主要分布在沉淀中。,3對結(jié)果的分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，理論上懸浮液中不含放射性，下層沉淀物中應(yīng)具有很高的放射性。但實驗實際結(jié)果是懸浮液中也有一定的放射性，而下層沉淀物中的放射性強度卻比理論值略低。原因有二： 保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于懸浮液中。,從噬菌體和細(xì)菌混合培養(yǎng)到離心分離，此段時間過長，噬菌體在細(xì)菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于懸浮液。 二者均會使上層懸浮液中有一定放射性。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，理論上沉淀物中不含放射性，但可能由于攪拌不充分，有少量3

6、5S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。,4實驗結(jié)論 (1)本實驗?zāi)苷f明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 (2)間接證明的問題 DNA能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性，維持遺傳性狀的穩(wěn)定性； DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成，從而能夠控制新陳代謝的過程和性狀。但本實驗不能證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。,特別提醒 (1)32P、35S不能同時標(biāo)記在同一噬菌體上，應(yīng)將二者分別標(biāo)記，即實驗分為兩組。 (2)噬菌體的DNA復(fù)制及蛋白質(zhì)合成，只有模板是親代噬菌體提供的，所需要的原料、酶、能量、場所等均由細(xì)菌提供。,(2013浙南、浙北模

7、擬)某生物興趣小組利用同位素標(biāo)記法，重復(fù)了赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗的部分實驗，預(yù)測實驗結(jié)果是：沉淀物中放射性強。可是檢測實驗結(jié)果時，卻得到了相反的結(jié)果，上清液中放射性強。你認(rèn)為最可能的原因是() A實驗時間過長，細(xì)菌解體，子代噬菌體被釋放出來 B實驗時間過短，大量的子代噬菌體沒有被釋放出來 C攪拌力度過大，大量的親代蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離 D攪拌力度過小，大量的親代蛋白質(zhì)外殼沒有和細(xì)菌分離,【解析】該實驗中，沉淀物主要是細(xì)菌，上清液主要含有噬菌體及其蛋白質(zhì)外殼。該小組得到上清液中放射性強的結(jié)果，原因可能是實驗時間過長，細(xì)菌解體，子代噬菌體被釋放出來。 【答案】A,解析：選A。噬菌體是一類

8、細(xì)菌病毒，侵染細(xì)菌的時候是將DNA注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，以噬菌體的DNA為模板，利用細(xì)菌的原料來合成噬菌體的DNA及蛋白質(zhì)；噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，用32P、35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),若要證明蛋白質(zhì)是否為遺傳物質(zhì)，可將分離出來的蛋白質(zhì)單獨注入到細(xì)菌中，看能否產(chǎn)生同樣的噬菌體后代；DNA具有半保留復(fù)制的特點，所以用32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA,讓其連續(xù)復(fù)制n次后，含32P的DNA應(yīng)占子代DNA總數(shù)的1/2n1。,特別提醒 (1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗只提出“S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子”，并沒有具體證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。最終證明DNA是遺傳

9、物質(zhì)的是埃弗里。 (2)格里菲思實驗第4組小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)菌和埃弗里S型菌的DNAR型活菌培養(yǎng)基上生存的細(xì)菌都是R型和S型都有，但是R型多。 (3)加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，但DNA氫鍵斷裂變性失活后隨溫度降低又恢復(fù)活性(類似于PCR擴增)。,格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗如下： 將無毒的R型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； 將有毒的S型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡； 將加熱殺死的S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； 將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。 根據(jù)上述實驗，下列說法正確的是(),A整個實驗證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子 B實驗、實驗可作

10、為實驗的對照 C實驗中的死亡小鼠體內(nèi)S型活細(xì)菌毒性不能穩(wěn)定遺傳 D重復(fù)做實驗與，得到同樣的結(jié)果，說明S型活細(xì)菌由R型活細(xì)菌突變而來 【解析】格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗說明加熱殺死的S型細(xì)菌可以使R型細(xì)菌發(fā)生變化，但不能證明DNA是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，每一組既是實驗組，又是其他組別的對照組，B正確；R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成S型細(xì)菌是因為其接受了S型細(xì)菌的DNA，屬可遺傳變異，C錯誤；該實驗所涉及的變異為基因重組，D錯誤。 【答案】B,變式訓(xùn)練 在埃弗里證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗中，將從活的S型菌中提取的DNA用DNA酶進行了處理，并將處理后的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅

11、有R型菌生長。設(shè)置本實驗步驟的目的是() A證明R型菌生長不需要DNA B與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照 C補充R型菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì) D直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉(zhuǎn)化的因素 解析：選B。本實驗中真正的實驗組是從活的S型菌中提取的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上有R型菌和S型菌共同生長，為證明DNA的作用，設(shè)置了對照實驗，以進一步證明實驗結(jié)論。,易錯警示 對生物的遺傳物質(zhì)分辨不清,【解析】生物的遺傳物質(zhì)是核酸，有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳

12、物質(zhì)?？傊蠖鄶?shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，即DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 【答案】C,方法體驗 探究遺傳物質(zhì)是DNA、RNA還是蛋白質(zhì) 1基本設(shè)計思路：設(shè)法將RNA(或DNA)與蛋白質(zhì)分開，單獨直接地觀察各自的作用。 2基本設(shè)計原則：對照原則。,閱讀以下材料，回答有關(guān)問題。 2011年12月1日新聞報道，美國首發(fā)了新變異豬流感病毒,已有3人感染，該病毒對一般流感藥物有抗藥性。 某學(xué)校生物興趣小組的同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，常見的流感病毒都是RNA病毒，同時提出疑問：新變異豬流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA？下面是興趣小組為探究新變異豬流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計的實驗步驟，請將其補充完

13、整。 (1)實驗?zāi)康模篲。,(2)材料用具：顯微注射器，新變異豬流感病毒的核酸提取液，胚胎干細(xì)胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。 (3)實驗步驟： 第一步：把新變異豬流感病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三組，_； 第二步：取等量的豬胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組豬胚胎干細(xì)胞中；,第三步：將三組豬胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，然后從培養(yǎng)好的豬胚胎干細(xì)胞中抽取樣品,檢測是否有新變異豬流感病毒產(chǎn)生。 (4)請預(yù)測結(jié)果及結(jié)論： _。 _。 若A、B、C三組均出現(xiàn)新變異豬流感病毒，則新變異豬流感病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。,【解析】新變異豬流感病毒是RNA病毒還是DNA病毒并不確定，要探究其遺傳物質(zhì)是RNA還是DNA，需用DNA酶、RNA酶分別處理，另外要注意設(shè)計對照組，對該病毒的核酸提取液不作處理，而后分別觀察豬胚胎干細(xì)胞中是否有新變異豬流感病毒。在預(yù)測結(jié)果、得出結(jié)論時，應(yīng)注意二者的對應(yīng)性。,【