學(xué)案23 DNA是主要的遺傳物質(zhì)

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1、 高一生物必修2（23） 學(xué)案23 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 考綱要求　人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程(Ⅱ)。 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (2)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的________。 2．體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：(1)方法：將S型細(xì)菌的________、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分開(kāi)，分別加入到培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中。 (2)過(guò)程 (3)結(jié)果：只有加入S型細(xì)菌的________，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。 (4)結(jié)論：______才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。 二、噬菌體侵染

2、細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)材料——T2噬菌體 3．結(jié)論：________是遺傳物質(zhì)。 思考　為什么用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA？　 三、證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn) 1．煙草花葉病毒組成：________和蛋白質(zhì)。 2.　煙草花葉病毒—＋ 3．結(jié)論：____是遺傳物質(zhì)。 四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是______，所以說(shuō)_____是主要的遺傳物質(zhì)。 探究點(diǎn)一　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．肺炎雙球菌比較填空： 種類(lèi) 項(xiàng)目 S型細(xì)菌 R型細(xì)菌 菌落 ________ ________ 菌體 有__

3、________ 無(wú)__________ 毒性 有毒性，使小鼠患______死亡 ______ 2.格里菲思轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(體內(nèi)轉(zhuǎn)化)填空： (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果 (2)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促成R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的“________”。 3．艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(體外轉(zhuǎn)化)填空 (1)原理：對(duì)S型細(xì)菌的成分提取、分離、鑒定，并與____________混合培養(yǎng)，以觀(guān)察各成分的作用。 (2)過(guò)程 (3)結(jié)論：________才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是轉(zhuǎn)化因子，是遺傳物質(zhì)。 思維拓展 1．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只提出“S型細(xì)菌體

4、內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子”，并沒(méi)有具體證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。最終證明DNA是遺傳物質(zhì)的是艾弗里。 2．格里菲思實(shí)驗(yàn)第4組小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)菌和艾弗里S型菌的DNA＋R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．S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活菌只有R型細(xì)菌，該實(shí)驗(yàn)是從另一個(gè)角度進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)，而不是為了證明DNA的水解產(chǎn)物——脫氧核苷酸不是遺傳物質(zhì)，盡管此實(shí)驗(yàn)可以證明該問(wèn)題，但不是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 探究示例1　(2011·溫州十校聯(lián)考)在艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，用DNA酶處理從S型活細(xì)菌中提取的DNA并與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型菌生長(zhǎng)

5、。設(shè)置本實(shí)驗(yàn)步驟的目的是(　　) A．證明R型菌的生長(zhǎng)并不需要S型活細(xì)菌的DNA B．用以補(bǔ)充R型菌生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) C．直接證明S型菌DNA不是促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的因素 D．與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實(shí)驗(yàn)形成對(duì)照 聽(tīng)課記錄：　 　 探究點(diǎn)二　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 分析完成下表： 實(shí)驗(yàn)材料 T2噬菌體、大腸桿菌 實(shí)驗(yàn)方法 放射性同位素標(biāo)記法(或示蹤法) 設(shè)計(jì)思路 S是蛋白質(zhì)特有元素，P是DNA特有元素，用不同的放射性同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接單獨(dú)地去觀(guān)察它們的作用 過(guò)程 · 結(jié)果 實(shí)驗(yàn) 分析 35S標(biāo)記的噬菌體

6、__________并未進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，而32P標(biāo)記的噬菌體____進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部 實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 ____是真正的遺傳物質(zhì) 思維拓展 1．上清液中含未浸染的T2噬菌體和侵染后T2噬菌體外殼，沉淀物中含被感染的細(xì)菌。 2．該實(shí)驗(yàn)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)外殼留在外面，其作用不能證明。 3．該實(shí)驗(yàn)可同時(shí)證明DNA能控制蛋白質(zhì)的合成。 探究示例2　(2010·上海生物，25)若1個(gè)35S標(biāo)記的大腸桿菌被1個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體(　　) A．一定有35S，可能有32P B．只有35S C．一定有32P，可能有35S D．只有32

7、P 聽(tīng)課記錄：　 　 探究點(diǎn)三　肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較 相 同 點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)思路 均使________________，單獨(dú)處理，觀(guān)察它們各自的作用， 但兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)中____與______分開(kāi)的方式不同 設(shè)計(jì)原則 都遵循了________ 結(jié)論相同點(diǎn) 能證明________________，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 不 同 點(diǎn) 方法不同 艾弗里 實(shí)驗(yàn) ________：分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等， 分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng) 噬菌體 侵染細(xì) 菌實(shí)驗(yàn) ____________：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元

8、素(32P和35S) 結(jié)論不同 ①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明________________， 蛋白質(zhì)____________； ②噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明______________， 不能證明蛋白質(zhì)____________，因蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi) 思維拓展 1．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)還能間接證明的結(jié)論 (1)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；(2)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(guò)程和性狀。 2．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)誤差分析：上清液和沉淀物中為何都有放射性 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上在上

9、清液中不含放射性，下層沉淀物中應(yīng)具有很高的放射性，而實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果顯示在離心后的上清液中，也有一定的放射性，而下層的放射性強(qiáng)度卻比理論值略低。原因有二：一是保溫時(shí)間過(guò)短，有一部分噬菌體沒(méi)有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機(jī)分離，這一段保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液的放射性含量升高。 (2)若用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，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35S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，使沉淀物也有一定放射性。 3

10、．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)其活性。 (2)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原因是S型細(xì)菌DNA與R型菌DNA實(shí)現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型菌的性狀，此變異屬于基因重組。 探究示例3　(2011·廣州檢測(cè))肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，證明了(　　) A．DNA是主要的遺傳物質(zhì) B．蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) C．RNA是遺傳物質(zhì) D．DNA是遺傳物質(zhì) 聽(tīng)課記錄：　 　 題組一　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化及噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 1．(2011·南京摸底)下列關(guān)于艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的

11、敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．需對(duì)S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定 B．配制的培養(yǎng)基應(yīng)適合肺炎雙球菌的生長(zhǎng)和繁殖 C．轉(zhuǎn)化的有效性與R型細(xì)菌的DNA純度有密切關(guān)系 D．實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是 2．(原創(chuàng)題)將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。下列有關(guān)敘述中正確的是(多選)(　　) A．死亡的小鼠體內(nèi)只存在著S型活細(xì)菌 B．死亡的小鼠體內(nèi)存在著S型和R型兩種活細(xì)菌 C．死亡的小鼠體內(nèi)S型活細(xì)菌的出現(xiàn)是兩種細(xì)菌細(xì)胞融合的結(jié)果 D．死亡的小鼠體內(nèi)S型活細(xì)菌的出現(xiàn)是R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化的結(jié)果 3．(2011·廣東卷，2)艾弗里和同事用R

12、型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知(　　) 實(shí)驗(yàn)組號(hào) 接種菌型 加入S型菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長(zhǎng)菌情況 ① R 蛋白質(zhì) R型 ② R 莢膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(經(jīng)DNA酶處理) R型 A．①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B．②說(shuō)明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說(shuō)明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D．①～④說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明(　　) ①DNA分子結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定?、贒NA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性、穩(wěn)定性?、?/p>

13、DNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成　④DNA能產(chǎn)生可遺傳變異?、軩NA是遺傳物質(zhì) ⑥D(zhuǎn)NA是主要的遺傳物質(zhì) A．①②③④ B．②③⑤ C．①④⑥ D．④⑥ 5．(原創(chuàng)題)將噬菌體用15N進(jìn)行標(biāo)記，放在未被標(biāo)記的大腸桿菌中培養(yǎng)一段時(shí)間，子代噬菌體所含標(biāo)記元素的情況是(　　) A．外殼中含有15N B．子代噬菌體DNA都含有15N C．子代噬菌體外殼部分含15N D．子代噬菌體DNA部分含有15N 6．(2011·江蘇卷，12)關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是(　　) A．分別用含有放射性同位素3

14、5S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫培養(yǎng) C．用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 題組二　DNA是主要的遺傳物質(zhì) 7．(改編題)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　) ①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA?、谠松锏倪z傳物質(zhì)是RNA?、奂?xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA?、芗?xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA　⑤甲型流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA?、藜?xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA?、呒?xì)胞生物的

15、遺傳物質(zhì)主要是DNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤⑦ D．③④⑤ 8．下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，不正確的是(多選)(　　) A．豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上 C．T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D．HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸 題組三　應(yīng)用提升 9．有人試圖通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的過(guò)程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下： 一段時(shí)間后，檢測(cè)子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表對(duì)結(jié)果的預(yù)測(cè)中，最可能發(fā)生的是(　　) 選項(xiàng) 放射性 S元素

16、 P元素 A 全部無(wú) 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多數(shù)32P、少數(shù)31P C 少數(shù)有 全部32S 少數(shù)32P、多數(shù)31P D 全部有 全部35S 少數(shù)32P、多數(shù)31P 10.甲、乙為兩種不同的病毒，經(jīng)病毒重建形成“雜交病毒”丙，用病毒丙侵染植物細(xì)胞，在植物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的新一代病毒可表示為(　　) 題 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答 案 11.1952年，赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法，完成了著名的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，下圖是實(shí)驗(yàn)的部分過(guò)程：

17、(1)寫(xiě)出以上實(shí)驗(yàn)的部分操作過(guò)程： 第一步：用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)噬菌體的標(biāo)記？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。 ________________________________________________________________________。 第二步：用被35S標(biāo)記的噬菌體與沒(méi)有標(biāo)記的大腸桿菌混合。 第三步：一定時(shí)間后，在攪拌器中攪拌后再進(jìn)行離心。 (2)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果能否說(shuō)明遺傳物質(zhì)是DNA？為什么？ ________________________________________________________________________。

18、(3)噬菌體侵染大腸桿菌之后，合成新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼需要(　　) A．大腸桿菌的DNA及其氨基酸 B．噬菌體的DNA及其氨基酸 C．噬菌體的DNA和大腸桿菌的氨基酸 D．大腸桿菌的DNA及其噬菌體的氨基酸 12．下圖是肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的一部分圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)該實(shí)驗(yàn)是在______________________實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其目的是證明________的化學(xué)成分。 (2)在對(duì)R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)之前，首先進(jìn)行的工作是____________________________ _________________________________________

19、_______________________________。 (3)依據(jù)上面圖解的實(shí)驗(yàn)，可以作出________________________________的假設(shè)。 (4)為驗(yàn)證上面的假設(shè)，他們?cè)O(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)： 該實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是__________________________________，他們觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________。 (5)通過(guò)上面兩步實(shí)驗(yàn)，仍然不能說(shuō)明________________________________，為此他們?cè)O(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)： 他們觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________，該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f(shuō)明______________。 第 7 頁(yè) 共 7 頁(yè)