高中生物 第三單元 遺傳與變異的分子基礎(chǔ) 第一章 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 1.1遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)教學(xué)課件 中圖版必修2

一、一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗d非同源染色體非同源染色體進(jìn)入配子時自由組合。進(jìn)入配子時自由組合。1遺傳物質(zhì)在染色體上遺傳物質(zhì)在染色體上(1)薩頓對蝗蟲精子發(fā)生的研究薩頓對蝗蟲精子發(fā)生的研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：a染色體是各具染色體是各具獨特形態(tài)獨特形態(tài)的實體。的實體。b體細(xì)胞中染色體體細(xì)胞中染色體成對成對存在，一條來自存在，一條來自父方父方，一，一條來自條來自母方母方。c在細(xì)胞在細(xì)胞減數(shù)分裂減數(shù)分裂時，配對的兩條染色體相互分時，配對的兩條染色體相互分開，獨立進(jìn)入配子。開，獨立進(jìn)入配子。(2)摩爾根通過摩爾根通過果蠅雜交果蠅雜交實驗，得出特定的基因位于實驗，得出特定的基因位于特定染色體特定染色體的的特定位置特定位置上的結(jié)論，因此，上的結(jié)論，因此，染色體染色體就就是遺傳物質(zhì)的載體。是遺傳物質(zhì)的載體。發(fā)現(xiàn)問題：在減數(shù)分裂時，染色體的行為與發(fā)現(xiàn)問題：在減數(shù)分裂時，染色體的行為與遺傳因子遺傳因子的行為具有完全平行的現(xiàn)象。的行為具有完全平行的現(xiàn)象。提出假設(shè)：遺傳因子位于提出假設(shè)：遺傳因子位于染色體染色體上。上。2肺炎雙球菌的特點肺炎雙球菌的特點 種類種類項目項目S型細(xì)菌型細(xì)菌R型細(xì)菌型細(xì)菌菌落菌落表面表面光滑光滑表面粗糙表面粗糙菌體菌體毒性毒性有毒性有毒性無毒性無毒性3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的實驗格里菲思的實驗(1)原理：原理： S型細(xì)菌型細(xì)菌可使小鼠患敗血癥死亡?？墒剐∈蠡紨⊙Y死亡。(2)實驗過程及現(xiàn)象：實驗過程及現(xiàn)象：活活S型菌型菌活活R型菌型菌注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)鼠死鼠死(體內(nèi)有體內(nèi)有S型活菌型活菌)鼠活鼠活S型菌型菌(加熱加熱)S型菌型菌(加熱加熱)+R型菌型菌 注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)注入鼠內(nèi)(體內(nèi)有體內(nèi)有S型活菌型活菌)鼠活鼠活鼠死鼠死(3)結(jié)論：加熱殺死的結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中型細(xì)菌中含有某種物質(zhì)含有某種物質(zhì)使使R型活細(xì)菌型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌型活細(xì)菌。(1)設(shè)計思路：將提純的設(shè)計思路：將提純的S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA 、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)分別加入到和其他物質(zhì)分別加入到R型細(xì)菌型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，單的培養(yǎng)基中，單獨觀察它們各自的功能。獨觀察它們各自的功能。4體外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的實驗艾弗里的實驗(2)實驗過程及現(xiàn)象：實驗過程及現(xiàn)象：分別與分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)型活細(xì)菌混合培養(yǎng)RRRSDNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多糖多糖S型活菌型活菌RDNA+ DNA酶酶SR(3)結(jié)論：只有加入結(jié)論：只有加入DNA ，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即型細(xì)菌，即DNA是具有轉(zhuǎn)化作用的遺傳物質(zhì)，而是具有轉(zhuǎn)化作用的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。問題問題1：是否所有生物的遺傳物質(zhì)都以染色體作為：是否所有生物的遺傳物質(zhì)都以染色體作為載體？真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都在染色體上嗎？載體？真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都在染色體上嗎？思考討論思考討論不是。原核生物及病毒無染色體，其遺傳物質(zhì)不不是。原核生物及病毒無染色體，其遺傳物質(zhì)不以染色體作載體，真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并非都在以染色體作載體，真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并非都在染色體上，如線粒體、葉綠體中也有遺傳物質(zhì)染色體上，如線粒體、葉綠體中也有遺傳物質(zhì)DNA。問題問題2：根據(jù)格里菲思的實驗，使：根據(jù)格里菲思的實驗，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型型細(xì)菌的細(xì)菌的“遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)”可能是什么？為此艾弗里設(shè)計了怎可能是什么？為此艾弗里設(shè)計了怎樣的實驗？樣的實驗？問題問題3：艾弗里實驗中設(shè)置加：艾弗里實驗中設(shè)置加DNA水解酶這組實驗?zāi)克饷高@組實驗?zāi)康氖鞘裁?？的是什么？艾弗里實驗中設(shè)置艾弗里實驗中設(shè)置DNADNA酶這一組實驗的目的：酶這一組實驗的目的：對照說明只加對照說明只加DNA組的結(jié)論，組的結(jié)論，說明說明DNA的水解的水解產(chǎn)物不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。產(chǎn)物不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化?？赡苁强赡苁荄NA或蛋白質(zhì)。將分離提純的或蛋白質(zhì)。將分離提純的DNA、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)分別與分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，單獨觀察它們各自的效應(yīng)。型細(xì)菌混合培養(yǎng)，單獨觀察它們各自的效應(yīng)。體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗實驗者者格里菲思格里菲思艾弗里等艾弗里等培養(yǎng)培養(yǎng)細(xì)菌細(xì)菌用小鼠用小鼠(體內(nèi)體內(nèi))用培養(yǎng)基用培養(yǎng)基(體外體外)實驗實驗原則原則R型細(xì)菌與型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性型細(xì)菌的毒性對照對照S型細(xì)菌各成分作用的相互型細(xì)菌各成分作用的相互對照對照實驗實驗結(jié)果結(jié)果加熱殺死的加熱殺死的S型細(xì)菌能使型細(xì)菌能使R型細(xì)菌型細(xì)菌S型細(xì)菌型細(xì)菌S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA使使R型細(xì)菌型細(xì)菌S型細(xì)菌型細(xì)菌實驗實驗結(jié)論結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子” S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較1某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，進(jìn)行了以下某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，進(jìn)行了以下4個實驗：個實驗：S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA酶酶加入加入R型細(xì)菌型細(xì)菌注射入小鼠注射入小鼠R型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNADNA酶酶加入加入S型細(xì)菌型細(xì)菌注射入小鼠注射入小鼠R型細(xì)菌型細(xì)菌DNA酶酶高溫加熱后冷卻高溫加熱后冷卻加入加入S型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠S型細(xì)菌型細(xì)菌DNA酶酶高溫加熱后冷卻高溫加熱后冷卻加入加入R型細(xì)菌的型細(xì)菌的DNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是個實驗中小鼠存活的情況依次是()A存活、存活、存活、死亡存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、死亡存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、存活存活、死亡、存活、存活D練習(xí)練習(xí)2格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證實了驗證實了() DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)DNA是主要遺傳物質(zhì)是主要遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)糖類糖類不是遺傳物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異能產(chǎn)生可遺傳的變異A BC DA二、二、噬菌體侵染細(xì)菌實驗噬菌體侵染細(xì)菌實驗1噬菌體組成噬菌體組成2同位素標(biāo)記同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P （標(biāo)記（標(biāo)記32P）（標(biāo)記（標(biāo)記35S ）DNA的組成元素：的組成元素：3實驗過程實驗過程攪拌后攪拌后離心離心沉淀物放沉淀物放射性很低射性很低上清液放上清液放射性很高射性很高35S標(biāo)記標(biāo)記噬菌體噬菌體35S噬菌體與噬菌體與細(xì)菌混合細(xì)菌混合新形成的噬菌體新形成的噬菌體中沒檢測到中沒檢測到35S細(xì)菌裂解細(xì)菌裂解離心后離心后32P標(biāo)記標(biāo)記噬菌體噬菌體32P噬菌體與噬菌體與細(xì)菌混合細(xì)菌混合離心后離心后上清液放上清液放射性很低射性很低沉淀物放沉淀物放射性很高射性很高新形成的噬菌體新形成的噬菌體中檢測到中檢測到32P攪拌后攪拌后離心離心細(xì)菌裂解細(xì)菌裂解4實驗結(jié)論：實驗結(jié)論： DNA是噬菌體是噬菌體的遺傳物質(zhì)。的遺傳物質(zhì)。問題問題1：能否使用：能否使用14C和和18O標(biāo)記噬菌體？為什么？標(biāo)記噬菌體？為什么？不能，因為噬菌體的不能，因為噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中都含有和蛋白質(zhì)中都含有C和和O元素。元素。思考討論思考討論偽命題偽命題2：請分別寫出噬菌體外殼及其核酸的組成：請分別寫出噬菌體外殼及其核酸的組成單位的結(jié)構(gòu)簡式，并注明單位的結(jié)構(gòu)簡式，并注明32P、35S的標(biāo)記的部位。的標(biāo)記的部位。噬菌體侵染細(xì)菌實驗中噬菌體侵染細(xì)菌實驗中32P和和35S的存在部位，如下的存在部位，如下圖所示。圖所示。問題問題3：能否分別用含放射性同位素：能否分別用含放射性同位素35S和和32P的培的培養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體？為什么？養(yǎng)基來培養(yǎng)噬菌體？為什么？不能。因為病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的不能。因為病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的獨立生活的酶系統(tǒng)，專營活細(xì)胞內(nèi)寄生生活。普獨立生活的酶系統(tǒng)，專營活細(xì)胞內(nèi)寄生生活。普通培養(yǎng)基缺少細(xì)胞類生物，病毒無法生存。通培養(yǎng)基缺少細(xì)胞類生物，病毒無法生存。1在證明在證明DNA是遺傳物質(zhì)的是遺傳物質(zhì)的T2噬菌體侵染大腸桿噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，正確的技術(shù)手段是菌的實驗中，正確的技術(shù)手段是()A用化學(xué)方法把用化學(xué)方法把DNA和蛋白質(zhì)分開和蛋白質(zhì)分開B用用32P和和35S分別標(biāo)記分別標(biāo)記T2噬菌體和大腸桿菌噬菌體和大腸桿菌C用用32P和和35S同時標(biāo)記同時標(biāo)記T2噬菌體噬菌體D用標(biāo)記過的大腸桿菌去培養(yǎng)用標(biāo)記過的大腸桿菌去培養(yǎng)T2噬菌體噬菌體D練習(xí)練習(xí)2為證明蛋白質(zhì)和為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了了“噬菌體侵染大腸桿菌噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實驗及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是下列關(guān)于本實驗及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是()A圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入分中要加入32P標(biāo)記的無機鹽標(biāo)記的無機鹽B若要達(dá)到實驗?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用若要達(dá)到實驗?zāi)康模€要再設(shè)計一組用35S標(biāo)記噬菌體的實驗，標(biāo)記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組兩組相互對照，都是實驗組C噬菌體的遺傳不遵循基因分離規(guī)律，而大腸桿菌的遺傳遵循基噬菌體的遺傳不遵循基因分離規(guī)律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離規(guī)律因分離規(guī)律D若本組實驗若本組實驗B(上清液上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳是遺傳物質(zhì)物質(zhì)B三、三、煙草花葉病毒感染煙草的實驗煙草花葉病毒感染煙草的實驗(1)煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和RNA，無，無DNA。1RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(2)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA ，不是，不是蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA ，少數(shù)生物的，少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是RNA。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)問題問題1：煙草花葉病毒合成蛋白質(zhì)的場所是什么？：煙草花葉病毒合成蛋白質(zhì)的場所是什么？其進(jìn)行其進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)合成的原料由誰提供？和蛋白質(zhì)合成的原料由誰提供？煙草細(xì)胞的核糖體。由煙草細(xì)胞為之提供合成核煙草細(xì)胞的核糖體。由煙草細(xì)胞為之提供合成核酸和蛋白質(zhì)的原料。酸和蛋白質(zhì)的原料。問題問題2：所有生物的遺傳物質(zhì)都是：所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，對嗎？為，對嗎？為什么？什么？不對。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是不對。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，大多數(shù)病毒，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。思考討論思考討論不同生物的遺傳物質(zhì)不同生物的遺傳物質(zhì)1煙草花葉病毒煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒和車前草病毒(HRV)都能感染都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是正確的是()練習(xí)練習(xí)Aa過程表示用過程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，結(jié)果的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，結(jié)果說明說明TMV的蛋白質(zhì)外殼沒有侵染作用的蛋白質(zhì)外殼沒有侵染作用Bb過程表示用過程表示用HRV的的RNA單獨接種煙葉，結(jié)果說單獨接種煙葉，結(jié)果說明其有侵染作用明其有侵染作用Cc、d過程表示用過程表示用TMV的外殼和的外殼和HRV的的RNA合成合成的的“雜種病毒雜種病毒”接種煙葉，結(jié)果說明該接種煙葉，結(jié)果說明該“雜種病毒雜種病毒”有侵有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒分離出車前草病毒D該實驗證明只有車前草病毒的該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼和煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)【答案】【答案】 D2下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)主要是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAB酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸B