备课素材:烟草花叶病毒的研究-高一下学期生物人教版必修2
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必修2遗传与进化知识点汇编第一章遗传因子的发现第一节孟德尔豌豆杂交试验(一)1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:(1)豌豆是自花传粉植物,且是闭花授粉的植物;(2)豌豆花较大,易于人工操作;(3)豌豆具有易于区分的性状。
2.遗传学中常用概念及分析(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。
相对性状:一种生物同一种性状的不同表现类型。
区分:兔的长毛和短毛;人的卷发和直发等;(属于相对性状)兔的长毛和黄毛;牛的黄毛和羊的白毛(不属于相对性状)性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
如在DD×dd杂交实验中,杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状(DD及Dd)和隐性性状(dd)的现象。
显性性状:在DD×dd 杂交试验中,F1表现出来的性状;如教材中F1代豌豆表现出高茎,即高茎为显性。
决定显性性状的为显性遗传因子(基因),用大写字母表示。
如高茎用D表示。
隐性性状:在DD×dd杂交试验中,F1未显现出来的性状;如教材中F1代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性。
决定隐性性状的为隐性基因,用小写字母表示,如矮茎用d表示。
(2)纯合子:遗传因子(基因)组成相同的个体。
如DD或dd。
其特点是纯合子自交后代全为纯合子,无性状分离现象。
杂合子:遗传因子(基因)组成不同的个体。
如Dd。
其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。
(3)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。
如:DD×dd Dd×dd DD×Dd等。
自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。
如:DD×DD Dd×Dd等测交:F1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。
如:Dd×dd正交和反交:二者是相对而言的,如甲(♀)×乙(♂)为正交,则甲(♂)×乙(♀)为反交;如甲(♂)×乙(♀)为正交,则甲(♀)×乙(♂)为反交。
表观遗传一、表观遗传基础知识思考1:从基因角度解释同卵双胞胎为什么会表现出一定的差异? 基因的选择性表达思考2:基因的选择性表达是指?如何实现?基因是否表达:基因什么时候表达?在哪种细胞中表达?基因表达多少:基因表达水平的高低基因的选择性表达与基因表达的调控有关,如表观遗传思考3:什么是表观遗传?有哪些类型?生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
[资料1]柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。
下图所示的两株柳穿鱼,它们体内Lcyc基因的序列相同,只是植株A 的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因不表达。
研究表明,植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)了。
科学家将这两个植株作为亲本进行杂交,F的花与植株A的相似,F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似,少部分植株的花与植株B的相似。
思考4:柳穿鱼性状改变的原因是什么?Lcyc的碱基序列没有发生变化,但部分碱基发生了甲基化修饰。
思考5:F的花为什么与植株A的相似?在F2中,为什么有些植株的花与植株B的相似?思考6:柳穿鱼花的表观遗传机理是?这对我们认识表观遗传现象有何启示?说明:Lcyc基因的甲基化可以遗传,并影响植株的性状。
[资料2]某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。
将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是Awwa,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
思考7:F代小鼠性状改变的原因是什么?思考8:小鼠的表观遗传机理是?这对我们认识表观遗传现象有何启示?说明:Lcyc基因的甲基化可以遗传,并影响植株的性状。
思考9:表观遗传的特点是?可遗传性:基因表达和表型可以遗传给后代。
不变性:基因的碱基序列保持不变。
可逆性:DNA甲基化修饰可以发生可逆性变化,即被修饰的DNA 可以发生去甲基化。
必修2遗传与进化知识点汇编 第一章 遗传因子的发现1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:(1)豌豆是自花传粉且是闭花受粉的植物;(2)豌豆花较大,易于人工操作;(3)豌豆具有易于区分的相对性状。
2.遗传学中常用概念及分析(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。
相对性状:一种生物同一种性状的不同表现类型。
性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。
如在DD×dd 杂交实验中,杂合F 1代自交后形成的F 2代同时出现显性性状(DD 及Dd )和隐性性状(dd )的现象。
显性性状:在DD×dd 杂交试验中,F 1表现出来的性状;如教材中F 1代豌豆表现出高茎,即高茎为显性。
决定显性性状的为显性遗传因子(基因),用大写字母表示。
如高茎用D 表示。
隐性性状:在DD×dd 杂交试验中,F 1未显现出来的性状;如教材中F1代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性。
决定隐性性状的为隐性遗传因子(基因),用小写字母表示,如矮茎用d 表示。
(2)纯合子:遗传因子(基因)组成相同的个体..。
如DD 或dd 。
其特点纯合子是自交后代全为纯合子,无性状分离现象。
杂合子:遗传因子(基因)组成不同的个体..。
如Dd 。
其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。
(3)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。
(如:DD×dd Dd×dd DD×Dd 等)自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。
(如:DD×DD Dd×Dd 等)测交:F 1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。
(如:Dd×dd ) 意义:测定某显性生物个体是纯合子还是杂合子 3.常见遗传学符号4.孟德尔的假说:①生物的性状是由遗传因子决定的。
②体细胞中遗传因子是成对存在的③在形成配子时,成对的遗传因子分离,进入不同的配子中。
④受精时,雌雄配子的结合是随机的。
统编人教版高中生物必修第二册《第1节 DNA是主要的遗传物质》优质课公开课课件、教案第1节DNA是主要的遗传物质◆教学目标1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.理解DNA是主要的遗传物质。
4.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。
◆教学重难点【教学重点】1.肺炎链球菌转化实验的原理和过程。
2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【教学难点】肺炎链球菌转化实验的原理和过程。
◆教学过程一、导入新课(建议下载使用视频:【情境素材】DNA是主要的遗传物质。
)染色体主要由蛋白质和DNA组成。
在这两种物质中,究竟哪一种物质是遗传物质呢?二、讲授新课(一)对遗传物质的早期推测教师引导学生阅读课本P42页“对遗传物质的早期推测”,回答问题。
1.20世纪20年代(1)观点:蛋白质是生物体的遗传物质。
(2)理由:①它是由大约20种的氨基酸组成的。
②氨基酸有多种的排列顺序,可能蕴含有遗传信息。
2.20世纪30年代(1)观点:DNA是遗传物质的观点占主导地位。
(2)对DNA分子的认识:①DNA分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
②脱氧核苷酸有四种,化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
那么,科学家是如何证明DNA是遗传物质的呢?接下来,我们将跟着科学家的步伐,重走科学探究之路。
(二)证明DNA是遗传物质的经典实验1.肺炎链球菌体的转化实验(体内)教师展示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图,让学生指出何者是R型菌体?何者是S型菌体?菌落各是怎样?毒性呢?以加深学生对两种细菌的了解。
S型菌(左)具有多糖类荚膜,具有保护作用,菌落光滑、有毒性;R型菌(右侧),菌落粗糙、无毒性。
教师引导总结S型菌和R型菌的区别:教师展示肺炎链球菌体的转化实验图,引导学生进行分析总结:实验结论:已经加热杀死的S型细菌中,可能含有某种物质使R型细菌转化为S 型细菌的物质,该物质称为“转化因子”。
(名师选题)部编版高中生物必修二第三章基因的本质带答案基础知识手册单选题1、烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)是两种RNA病毒,结构如图A、B所示,侵染叶片后的症状如图C、D所示。
图中E进行的是两种病毒的重组,下列对叶片F的预测及相关叙述正确的是()A.这两种病毒和叶肉细胞在结构上的根本差异是病毒没有核膜包被的细胞核B.这两种病毒的遗传物质都是RNA,但是它们的脱氧核苷酸的排列顺序不同C.重组病毒E侵染叶片F后,叶片F表现出与叶片C一样的症状,说明蛋白质决定性状D.重组病毒E子代的特性由HRV的RNA决定,叶片F的患病症状与叶片D的相同2、下列关于格里菲思的肺炎链球菌的体内转化实验(实验1)、艾弗里及其同事的肺炎链球菌的体外转化实验(实验2)以及赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验(实验3)的叙述,错误的是()A.实验1不能得出R型细菌含有转化因子的结论B.实验2的任意一组实验的培养基上都有R型细菌C.实验3的35S标记的实验组搅拌不充分不会影响放射性的分布D.实验2和实验3均能证明DNA是遗传物质3、在DNA分子的脱氧核苷酸长链中,相邻两个脱氧核苷酸分子之间的连接方式是()A.一个脱氧核苷酸分子中的五碳糖的羟基与另一个脱氧核苷酸分子中的磷酸相连B.一个脱氧核苷酸分子中的五碳糖的羟基与另一个脱氧核苷酸分子中的碱基相连C.一个脱氧核苷酸分子中的碱基与另一个脱氧核苷酸分子中的磷酸相连D.一个脱氧核苷酸分子中的碱基与另一个脱氧核苷酸分子中的碱基相连4、下列关于艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的叙述,错误的是()A.该实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的B.肺炎链球菌体外转化的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA重组C.在加热致死的S型细菌的细胞提取物中加入酯酶,与R型细菌混合后培养能得到S型细菌D.该体外转化实验证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA5、酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是()A.DNA复制后A约占32%B.DNA中C约占18%C.DNA中(A+G)/(T+C)=1D.RNA中U约占32%6、为研究使 R 型菌转化为 S 型菌的转化因子的化学本质,某科研小组进行了肺炎双球菌的体外转化实验,其基本过程如图所示。
生物必修2复习提纲(必修)第二章减数分裂和有性生殖第一节减数分裂一、减数分裂的概念减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。
在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。
(注:体细胞主要通过有丝分裂产生,有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。
)二、减数分裂的过程1、精子的形成过程:精巢(哺乳动物称睾丸)●减数第一次分裂间期:染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。
前期:同源染色体两两配对(称联会),形成四分体。
四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。
中期:同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。
后期:同源染色体分离;非同源染色体自由组合。
末期:细胞质分裂,形成2个子细胞。
●减数第二次分裂(无同源染色体......)前期:染色体排列散乱。
中期:每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。
后期:姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。
并分别移向细胞两极。
末期:细胞质分裂,每个细胞形成2个子细胞,最终共形成4个子细胞。
2、卵细胞的形成过程:卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半四、注意:(1)同源染色体①形态、大小基本相同;②一条来自父方,一条来自母方。
(2)精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。
因此,它们属于体细胞,通过有丝分裂 的方式增殖,但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。
(3)减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂.......,原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞................。
所以减数第二次分裂过程中无同源染色体......。
(4)减数分裂过程中染色体和DNA 的变化规律(5)减数分裂形成子细胞种类:假设某生物的体细胞中含n 对同源染色体,则:它的精(卵)原细胞进行减数分裂可形成2n 种精子(卵细胞);它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。
高中生物必修2遗传与进化知识点汇总第一章遗传因子的发现 (2)第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一) (2)第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释 (2)第2课时对分离现象解释的验证和分离定律 (8)专题一分离定律的解题方法与攻略 (11)第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二) (22)专题二自由组合定律的解题方法与攻略 (29)第二章基因和染色体的关系 (33)第1节减数分裂和受精作用 (33)第1课时减数分裂精子的形成过程 (33)专题三减数分裂的解题方法 (38)第2课时受精作用 (45)第2节基因在染色体上 (49)第3节伴性遗传 (54)专题四伴性遗传的解题方法 (61)第三章基因的本质 (66)第1节DNA是主要的遗传物质 (66)第2节DNA的结构 (72)第3节DNA的复制 (77)第4节基因通常是有效遗传的DNA片段 (77)第四章基因的表达 (83)第1节基因指导蛋白质的合成 (83)第2节基因表达与性状的关系 (90)专题五基因表达相关的题型及解题方法 (94)第五章基因突变及其他变异 (99)第1节基因突变和基因重组 (99)第2节染色体变异 (103)第3节人类遗传病 (109)专题六可遗传变异及其在育种实践中的应用 (113)第六章生物的进化 (119)第1节生物有共同祖先的证据 (119)第2节自然选择与适应的形成 (119)第3节种群基因组成的变化与物种的形成 (123)第1课时种群基因组成的变化 (123)专题七基因频率和基因型频率的计算方法 (130)第2课时隔离在物种形成中的作用 (133)第4节协同进化与生物多样性的形成 (136)第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释1.豌豆用作遗传学实验材料的优点豌豆的自花传粉和玉米的同株异花传粉都称为自交2.豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤3.相对性状一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫做相对性状。
烟草花叶病毒的研究
2019版高中生物学必修二简单提到,烟草花叶病毒中RNA是遗传物质:
那么,烟草花叶病毒是什么?如何证明它的遗传物质是RNA?
在病毒大家庭中,有一种病毒有着特殊的地位,这就是烟草花叶病毒(TMV)。
烟草花叶病毒结构包含单链RNA,约6400个核苷酸,外壳蛋白有2130个亚基,每个亚基有158个氨基酸,绕RNA分子螺旋状排列。
无论是病毒的发现,还是后来对病毒的深入研究,烟草花叶病毒都是病毒学工作者的主要研究对象,起着与众不同的作用。
烟草花叶病毒(TMV)
烟草花叶病毒的发现
1886年,在荷兰工作的德国人麦尔(Mayer)把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎,取其汁液注射到健康烟草的叶脉中,能引起花叶病,证明这种病是可以传染的。
通过对叶子和土壤的分析,麦尔指出烟草花叶病是由细菌引起的。
1892年,俄国的伊万诺夫斯基(Ivanovski)重复了麦尔的试验,证实了麦尔所看到的现象,而且进一步发现,患病烟草植株的叶片汁液,通过细菌过滤器后,还能引发健康的烟草植株发生花叶病。
这种现象起码可以说明,治病的病原不是细菌,但伊万诺夫斯基将其解释为是由于细菌产生的毒素而引起。
生活在巴斯德的细菌致病说的极盛时代,伊万诺夫斯基未能做进一步的思考,从而错失了一次获得重大发现的机会。
1898年,荷兰细菌学家贝杰林克(Beijerinck)同样证实了麦尔的观察结果,并同伊万诺夫斯基一样,发现烟草花叶病病原能够通过细菌过滤器。
但贝杰林克想得更深入。
他把烟草花叶病株的汁液置于琼脂凝胶块的表面,发现感染烟草花叶病的物质在凝胶中以适度的速度扩散,而细菌仍滞留于琼脂的表面。
从这些实验结果,贝杰林克指出,引起烟草花叶病的致病因子有三个特点:(1)能通过细菌过滤器;(2)仅能在感染的细胞内繁殖;(3)在体外非生命物质中不能生长。
根据这几个特点,他提出这种致病因子不是细菌,而是一种新的物质,称为“有感染性的活的流质”,并取名为病毒,拉丁名叫“Virus”。
几乎是同时,德国细菌学家勒夫勒(Loeffler)和费罗施(Frosh)发现引起牛口蹄疫的病原也可以通过细菌滤器,从而再次证明伊万诺夫斯基和贝杰林克的重大发现。
烟草花叶病毒的结晶和化学本质认识
温德尔·斯坦利(Stanley)(1904-1971),美国生物化学家,1904年8月16日生于美国印第安纳州。
曾任洛克菲勒医学研究院院士,加利福尼亚大学教授。
1935年,温德尔·斯坦利发现烟草花叶病毒的侵染性能被胃蛋白酶破坏,在这一现象的启示下,他几乎磨了上吨重的感染花叶病的烟叶,企图用提酶的方法把病毒提纯出来。
他得到了一小
匙在显微镜下看来是针状结晶的东西,把结晶物放在少量水中,水就出现乳光了,用手指沾一点这溶液,在健康烟叶上磨擦几下,一星期以后这棵烟草也得了同样类型的花叶病。
可见提纯的东西的确是有侵染性的烟草花叶病毒。
今天在美国加州大学的原来斯坦利实验室里,仍然保留着一个标注着“Tob. Mos.”字样的瓶子,其中就盛着当年第一次提纯的烟草花叶病毒(简称TMV)。
根据各种试验结果,证明这种结晶物质是蛋白质,初步的渗透压和扩散测定表明,这种蛋白质的分子量高达几百万。
其结晶制品的侵染性依赖于蛋白质的完整性,侵染性被认为是病毒蛋白质的一种性质。
Stanley 的研究论文1953年发表在Science杂志上,他在论文中写道:“烟草花叶病毒是一种具有自我催化能力的蛋白质,它的增殖需要活体细胞的存在”。
在获得TMV结晶之后的将近20年时间里,许多其他病毒也相继被结晶出来,1955年,Scaffer和Schwerdt成功地结晶了脊髓灰质炎病毒,它是第一个被结晶出来的动物病毒。
然而,Stanley在他的结晶工作中,并未注意到病毒的含磷组分,1936年Bawden和Pirie 等在纯化的TMV中发现了含磷和糖类的组分,它们以核糖核酸的形式存在,通过热变化,这种核酸可以从病毒粒子中释放出来,这一发现也被Stanley不久证实,Stanley及其同事证实几种不同植物病毒的核酸也能从核蛋白的形式中被分离出来。
TMV的结晶及其化学本质的发现是对医学和生物科学的巨大贡献,它不仅引导人们从分子水平去认识生命的本质,而且为分子病毒学和分子生物学的诞生奠定了基础。
鉴于Stanley在TMV研究中的突出贡献,1946年他被授予诺贝尔奖,这是病毒学领域第一个获此殊荣的科学家。
(摘自《生物化学》)
烟草花叶病毒
烟草花叶病毒的感染和重建实验
烟草花叶病毒进(TMV)是一种RNA病毒,它有一圆筒状的蛋白质外壳,内有一单链RNA分子,沿着内壁在蛋白质亚基间盘旋着。
这种RNA病毒中遗传信息在RNA上,还是在蛋白质呢?
1956年,美国学者弗伦克尔·库兰特(Fraemkel-Courat)用烟草花叶病毒(TMV)的感染和重建实验证明了RNA也是遗传的物质。
1.感染实验
把TMV在水和苯酚中震荡,把病毒的RNA和蛋白质分开,分别去感染烟草,单是病毒的蛋白质,不能使烟草感染,单是病毒的RNA,可以使烟草感染,病毒RNA进入叶子细胞,进行繁殖,产生正常的病毒后裔。
单是RNA感染效率很差,可能因为RNA裸露,在感染过程中容易被酶所降解。
用RNA酶处理RNA,就完全失去感染力。
烟草花叶病毒的感染实验
2.重建实验
TMV很多株系,他们可以根据寄主植物不同和在寄主植物中地片上形成一病斑的差异来加以区别。
例如,有两株系,它们的外壳蛋白就不同:S株系的外壳蛋白不是具有组氨酸和甲硫氨酸,而HR株系含有这两种氨基酸。
弗伦克尔·库兰特利用分离而后聚合的方法先取得S株系的蛋白质外壳和HR株系的RNA,然后把它们结合起来,形成杂种病毒,当杂种病毒用来感染烟草时,病斑总是跟RNA授体的病斑一样,子代病毒颗粒具有HR株系的RNA和HR株系的蛋白质外壳。
把HR株蛋白质和S株系的RNA结合起来,形成杂种病毒,把重建的病毒来感染烟草也得到了类似的结果。
所以我们可以这样说,在不含有DNA的病毒中,复制和形成新病毒的颗粒所必需的遗传信息是携带在RNA上。
烟草花叶病毒重建实验。