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必修2 遗传与进化 第二单元 基因的本质与表达 第一讲 DNA是主要的遗传物质 第二讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质 第三讲 基因的表达,目 录,教材知识问题化梳理,一、肺炎双球菌转化实验 1体内转化实验格里菲思 (1)实验过程及结果:,动漫演示更形象 见课件光盘,超链接,(2)结论:加热杀死的S型细菌中含有 ,将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。 2体外转化实验艾弗里 (1)实验过程及结果:,“转化因子”,(2)结论:S型细菌的 是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。 二、噬菌体侵染细菌实验 1噬菌体结构,DNA,动漫演示更形象 见课件光盘,超链接,2实验过程及结果 (1)标记噬菌体:,(2)侵染细菌:,三、连线表示生物类型与遗传物质种类的关系,巧学助记 巧记噬菌体增殖过程 一吸(附)二注(入)三合成,组装、释放、再侵染。,一、在小题集训中洞悉命题视角 1判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误。 (1)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质 (2012福建卷T2D改编)( ) (2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质 (2013南京模拟T4A)( ) (3)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术 (2013大连模拟T3B)( ) (4)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开,分别观察其遗传作用 ( ),效果自评组合式设计,2判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。 (1)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力 (2012江苏卷T2B)( ) (2)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 (2011江苏卷T12A)( ) (3)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 (2011江苏卷T12D)( ) (4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 (2012重庆卷T2B)( ) (5)用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 (2011江苏卷T12D)( ),二、在回顾教材图表中强化学科能力,据T2噬菌体模式图回答下列问题: (1)在标记噬菌体时,为什么用32P标记DNA,用35S标记蛋白质?能否用14C、18O等元素标记? 答案:P只存在于DNA,S只存在于蛋白质;因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素,故不能标记C、O等元素。,(2)在实验中,分别用35S和32P标记的噬菌体侵染细菌,能否用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染细菌? 答案:不可以,因无法确定放射性是哪种物质。 (3)怎样才能获得用35S和32P标记的噬菌体? 答案:分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,获得被32P和35S标记的大肠杆菌,再用噬菌体去侵染相应标记的大肠杆菌。,肺炎双球菌转化实验,1.体内转化实验与体外转化实验的比较,体内转化实验,体外转化实验,操作人,格里菲思,埃弗里及其同事,细胞培养场所,小鼠体内,培养基(体外),巧妙构思,用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验,将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化,实验步骤,体内转化实验,体外转化实验,实验结论,S型细菌体内有“转化因子”,S型细菌的DNA是遗传物质,联系,所用的材料相同,都是R型和S型两种肺炎双球菌 两实验都遵循对照原则、单一变量原则 体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA,2.实验拓展分析 (1)加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。 (2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组,表现出S型细菌的性状,此变异属于广义上的基因重组。 (3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传物质。,例1 (2011广东高考)埃弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知 ( ),A不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子 B说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性 C和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子 D说明 DNA 是主要的遗传物质 解析 1944年埃弗里和同事的实验表明,只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌,DNA是转化因子,而蛋白质、荚膜多糖等物质不是转化因子,但不能说明荚膜多糖有酶活性。、可组成对照实验,由实验结果与自变量的对应关系可知:S型细菌的DNA是转化因子;实验只能说明DNA是遗传物质。 答案 C,(1)设置实验组的目的是什么? 提示:与实验组的实验形成对照。 (2)如何说明DNA是主要的遗传物质? 提示:通过比较各种生物的遗传物质,综合分析得出结论,如下所示:,噬菌体侵染细菌实验,1.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较,肺炎双球菌体外转化实验,噬菌体侵染细菌实验,不同点,方法不同,直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质,分别与R型细菌混合培养,间接分离:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S),侵染时自然分离,结论不同,证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,证明了DNA是遗传物 质,但没有直接证明蛋白质不是遗传物质,肺炎双球菌体外转化实验,噬菌体侵染细菌实验,关系,实验思路相同:都是设法把DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用 都遵循了对照原则 都能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质 由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质,因此噬菌体侵染细菌实验更具说服力,2上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因: 保温时间过短,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中出现放射性。 噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射性。 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。,联前系后,同位素标记与DNA复制 (1)因DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N,故不能标记C、H、O、N等元素。 (2)噬菌体侵入细菌体内后,以其DNA为模板,遵循半保留复制方式进行复制式增殖。,例2 (2012上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体 ( ) A侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 CDNA可用15N放射性同位素标记 D蛋白质可用32P放射性同位素标记,解析 噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA,对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P,不能用共有元素15N,故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P,故D错误。噬菌体侵染细胞时把DNA注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,这一特性将蛋白质和DNA分离开,使实验结果更科学、更准确,故B项正确。 答案 B,易误点,对噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素标记关系不清,失误类型,审题偏差类失误,动漫展示更丰富 见课件光盘,超链接,A在外壳中找到15N和35S B在DNA中找到15N和32P C在外壳中找到15N和32P D在DNA中找到15N、32P和35S 自主尝试 选_。,B,教你审题,解题指导,关键点,信息解读,DNA中含P,蛋白质中含S,而N是DNA和蛋白质共有的元素。因此32P只标记DNA,35S只标记蛋白质,而15N同时标记DNA和蛋白质,噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌内,利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质。由于DNA复制方式为半保留复制,故在子代噬菌体能找到15N和32P标记的DNA,不能找到35S和15N标记的蛋白质,常见失分探因,(1)因不明确噬菌体DNA和蛋白质的元素组成,而不能准确判断15N、32P和35S标记的物质种类。 (2)因不理解噬菌体侵染细菌的过程及子代噬菌体的合成过程,而不能判断子代噬菌体哪种物质被标记。 (3)此类问题还常因混淆标记的生物种类而失误,分析如下:,有关图解表述型实验的解题策略,图解表述型实验是指用图表和图形表示生物学实验的过程、从实验中获得数据和结果,或者是某生理现象、过程和规律的实验方法。解题策略如下: 1表格 解题时要先从标题开始审题,再从行、列入手,理顺行和列的相关性,用比较大小、数据转变成图线等方法对表格中的数据进行分析处理。,2坐标 解答这类题应从下列几个方面考虑: (1)识图:关键是三看识标、明点、析线。 第一看:理解坐标图中纵横坐标的含义; 第二看:曲线中的特殊点(起点、顶点、转折点、终点、交叉点、衡点等); 第三看:曲线的走向、变化趋势(上升、平缓、转折)。,(2)析图:根据图形分析事物的变化,探索变化的规律。 (3)用图: 联想:通过联想再现与图像曲线相关的知识点,如生物学概念、原理、规律等。 迁移:将相关的生物学知识与图像曲线紧密结合,建立知识体系。 应用:运用知识体系揭示问题的实质,解决实际问题。,(4)构图:将文字信息转变成坐标曲线。 构建坐标曲线的原则:抓住“二标一线一名称”。“二标”,即横纵坐标的表达含义、刻度和单位;“一线”,即曲线的变化走势,特别应抓住曲线的三点:起点、转折点和终点;“一名称”,即要准确命名“坐标曲线图”。 3流程图 解读流程图时,要借助于题干中的文字叙述,把握流程图中的核心变化或重要过程,以此为主线完成图文的转换。由于流程图中涉及箭头、字母或数字等,答案的形式也可能用上述符号,这是解答流程图题与其他题型的区别。,案例示法,典例 请结合甲图用图解法完成实验设计,证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。,解题指导 (1)审图:仔细审题、审图,注意烟草花叶病毒的结构是由螺旋RNA和方框蛋白质外壳组成,说明烟草花叶病毒的化学成分是RNA和蛋白质。,(2)析图:甲组实验表明:用烟草花叶病毒去感染正常烟草时,烟草出现病态叶,并从烟草体内分离出了烟草花叶病毒,但不能证明烟草花叶病毒的哪一成分是遗传物质。 (3)构图:设法把病毒的RNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察二者的作用。单独用烟草花叶病毒的蛋白质外壳感染烟草时,烟草不出现病斑,从烟草细胞中也未分离出烟草花叶病毒;把烟草花叶病毒的RNA接种到烟草上,结果烟叶发病,并从烟草细胞中分离出了完整的烟草花叶病毒,证明了RNA起着遗传物质的作用,而甲组实验在此起了对照作用。,标准答案,归纳小结,解答此类问题识图是关键,准确提取图中表示的信息,并结合已有的知识,设计合理的实验操作程序。,课堂考点集训,考点一 遗传物质及其探索历程,1(2012江苏高考)人类对遗传物质本质的探索经历了漫 长的过程,下列有关叙述正确的是 ( ),A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具 说服力 C沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于
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