2018年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第一節(jié) 探索遺傳物質(zhì)的過程教學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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第一節(jié) 探索遺傳物質(zhì)的過程 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)、體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)論 2．噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)的方法、過程及結(jié)論 3．證明DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路 4．生物類型與遺傳物質(zhì)類型的關(guān)系 5．DNA粗提取的原理和過程 [教材梳理] 一、格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．肺炎雙球菌 2.格里菲思實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象： (2)結(jié)論：無毒性的R型活球菌和被加熱殺死的有毒性的S型球菌混合后，有部分無毒性的R型球菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活球菌，且這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。 3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)材料：S型和R型肺炎雙球菌。 (2)設(shè)計(jì)思路：設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察它們的作用。 (3)過程： (4)結(jié)論：DNA是使R型球菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)材料及方法 (1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及代謝特點(diǎn)： (2)實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法。 2．實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論 (1)實(shí)驗(yàn)過程： (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 三、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1．RNA是某些病毒的遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn) (1)煙草花葉病毒(TMV)的實(shí)驗(yàn)： ①煙草花葉病毒結(jié)構(gòu)： ②實(shí)驗(yàn)過程： ③結(jié)論：控制煙草花葉病毒性狀的物質(zhì)是RNA，不是蛋白質(zhì)。 (2)TMV(煙草花葉病毒)與HRV(車前草病毒)的病毒重建實(shí)驗(yàn)： ①實(shí)驗(yàn)過程： →重建病毒煙草→HRV的病斑HRV →重建病毒煙草→TMV的病斑TMV ②結(jié)論：控制TMV、HRV性狀的物質(zhì)是RNA而不是蛋白質(zhì)。 2.人類的探索結(jié)論 DNA是主要的遺傳物質(zhì)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。 四、DNA的粗提取與鑒定 1．提取DNA (1)DNA在NaCl溶液中的溶解度，隨著NaCl濃度的變化而改變。當(dāng)NaCl的物質(zhì)的量濃度為0.14_mol/L時(shí)，DNA的溶解度最低。通過改變NaCl溶液的濃度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。 (2)DNA不溶于酒精，細(xì)胞中的某些物質(zhì)可以溶于酒精，據(jù)此可進(jìn)一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA。 2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (1)材料的選?。哼x用DNA含量相對(duì)較高的生物組織，如雞血、菜花、洋蔥等。 (2)破碎細(xì)胞(以雞血為例)：雞血細(xì)胞，加蒸餾水，用玻璃棒攪拌，用紗布過濾，收集濾液。 (3)去除雜質(zhì)：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)。 (4)DNA析出：將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積相等的、冷卻的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)使DNA析出。 3．DNA的鑒定 DNA溶解在0.015 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL二苯胺試劑，沸水浴中加熱5 min，溶液變成藍(lán)色。 [牛刀小試] 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．仔細(xì)觀察并分析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，討論交流下列問題： (1)格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中有無設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)？若有，則對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是第幾組？怎樣設(shè)計(jì)的？ 提示：有對(duì)照設(shè)計(jì)。對(duì)照組是第一至三組，分別向健康小鼠體內(nèi)注射R型活球菌、S型活球菌、加熱殺死的S型球菌。實(shí)驗(yàn)組是第四組，向健康小鼠體內(nèi)注射R型活細(xì)菌和加熱殺死的S型球菌的混合液。 (2)在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？ 提示：將DNA與蛋白質(zhì)、多糖等其他物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察每種物質(zhì)的作用。 (3)將S型球菌的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分別與R型球菌混合培養(yǎng)，能得到R型活球菌的是哪些組？能得到S型活球菌的是哪些組？ 提示：三組均能得到R型活球菌。加入DNA的一組不僅能得到R型活球菌，還能得到少數(shù)S型活球菌。 (4)倘若再增加一組實(shí)驗(yàn)：DNA＋DNA水解酶＋R型活球菌，培養(yǎng)基中能否得到S型活球菌？為什么？ 提示：不能。因?yàn)橹挥蠨NA才能使球菌的致病性發(fā)生轉(zhuǎn)化，加入DNA水解酶，導(dǎo)致DNA被水解破壞，此時(shí)R型球菌將不能轉(zhuǎn)化為S型活球菌。 2．判斷正誤 (1)格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)。() (2)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。() 二、T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1．仔細(xì)觀察教材P62圖4－4，探討下列有關(guān)問題： (1)實(shí)驗(yàn)中為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記？能利用14C和15N同位素進(jìn)行標(biāo)記嗎？試說明理由。 提示：①因?yàn)镾僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)中，而P主要存在于DNA中，故用35S和32P分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA。 ②不能。因?yàn)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中均含有這兩種元素，無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開。 (2)請(qǐng)根據(jù)噬菌體的代謝特點(diǎn)，分析能否直接利用分別含放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 提示：不能。因?yàn)椴《緹o細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的獨(dú)立生活的酶系統(tǒng)，專營(yíng)活細(xì)胞內(nèi)寄生生活，病毒在普通培養(yǎng)基上無法生存。 (3)噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)，除證明DNA是遺傳物質(zhì)外，還能得出哪些結(jié)論？ 提示：本實(shí)驗(yàn)還能間接證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)特點(diǎn)：①DNA使前后代保持一定的連續(xù)性(即DNA復(fù)制)。②DNA能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的新陳代謝過程和性狀。 2．判斷正誤 (1)用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，若實(shí)驗(yàn)中攪拌不充分，會(huì)造成上清液中有很高的放射性。() (2)噬菌體侵入大腸桿菌后，進(jìn)行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成的原料來自自身攜帶的物質(zhì)。() (3)用含32P的普通培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體，可標(biāo)記噬菌體的DNA。() 三、生物的遺傳物質(zhì)(連線) [重難突破] 一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)者 格里菲思 艾弗里 培養(yǎng)細(xì)菌 用小鼠(體內(nèi)) 用培養(yǎng)基(體外) 實(shí)驗(yàn)原則 R型球菌與S型球菌的毒性對(duì)照 S型球菌各成分作用的相互對(duì)照 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 加熱殺死的S型球菌能使R型球菌→S型球菌 S型球菌的DNA使R型球菌→S型球菌 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” S型球菌的DNA是遺傳物質(zhì) 兩實(shí)驗(yàn) 聯(lián)系 ①所用材料相同，都是肺炎雙球菌(R型和S型) ②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說明S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA ③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則 二、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)過程分析 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→上清液放射性高，沉淀物放射性很低 含32P的噬菌體＋細(xì)菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高 結(jié)果 分析 ①35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，而是留在外面 ②32P標(biāo)記的DNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)，子代噬菌體的性狀是通過親代DNA遺傳的 結(jié)論 (1)直接證明：DNA是遺傳物質(zhì) (2)間接證明：DNA能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性；DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成 2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果中放射性分布的分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含有放射性的原因： ①保溫時(shí)間過短，有一部分噬菌體未侵入到大腸桿菌細(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。 ②保溫時(shí)間過長(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中，也會(huì)使上清液的放射性升高。 (2)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的噬菌體外殼仍吸附在細(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。 三、生物的遺傳物質(zhì)歸納 [實(shí)驗(yàn)探究] DNA的粗提取與鑒定 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)DNA在不同濃度氯化鈉溶液中的溶解度不同，其變化曲線如圖： (2)DNA不溶于酒精溶液，但細(xì)胞中的其他某些物質(zhì)可以溶于酒精溶液，據(jù)此可提取含雜質(zhì)較少的DNA。 (3)DNA＋二苯胺藍(lán)色(用于DNA的鑒定)。 2．實(shí)驗(yàn)材料 凡含細(xì)胞核的材料均可用于提取DNA(哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核，不適宜作本實(shí)驗(yàn)材料)，雞的紅細(xì)胞含較多DNA，適宜作本實(shí)驗(yàn)材料。 3．實(shí)驗(yàn)流程 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　 4．實(shí)驗(yàn)歸納 (1)加入抗凝劑的目的：制備雞血細(xì)胞液時(shí)要在取新鮮雞血的同時(shí)加入抗凝劑防止血液凝固。 (2)三種NaCl溶液濃度：0.14 mol/L NaCl溶液用于析出DNA；2 mol/L NaCl溶液用于溶解DNA；0.015 mol/L NaCl溶液用于鑒定DNA。 (3)兩次用到蒸餾水：第一次加蒸餾水，目的是讓血細(xì)胞發(fā)生滲透吸水漲破而釋放DNA；第二次加蒸餾水，目的是降低NaCl溶液的濃度，析出DNA。 (4)兩種顏色變化：析出的DNA是白色絲狀物；DNA中加入二苯胺試劑，加熱后呈藍(lán)色。 (5)三次過濾：第一次和第三次要用其濾液，使用的紗布為1～2層，第二次要用其濾出的黏稠物，使用紗布為多層。 [考向聚焦] [例1]　(廣東高考)艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。 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 從表可知(　　) A．①不能證明 S 型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B．②說明 S 型菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說明 S 型菌的 DNA 是轉(zhuǎn)化因子 D．①～④說明 DNA 是主要的遺傳物質(zhì) [解析]　由①、②、③組相比較可知DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，再通過④組可進(jìn)一步證明DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，蛋白質(zhì)、多糖以及DNA水解產(chǎn)物都不是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，A錯(cuò)誤、C正確；從表中不能得出B項(xiàng)的結(jié)論；表中信息不能說明DNA是S型細(xì)菌的主要遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。 [答案]　C [例2]　結(jié)合遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)據(jù)圖回答問題： (1)該圖為艾弗里及其同事進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的一部分圖解，如看到________(答特征)的菌落，說明R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了S型細(xì)菌。 (2)為了充分證明DNA是遺傳物質(zhì)，艾弗里還在培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (3)后來，赫爾希和蔡斯利用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，在子代噬菌體中檢測(cè)到被32P標(biāo)記的DNA，表明DNA具有__________________性，說明DNA是遺傳物質(zhì)。 (4)艾弗里的細(xì)菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的共同設(shè)計(jì)思路都是把________________________________________________________________________， 直接地、單獨(dú)地觀察它們的作用。 [解析]　 (1)S型細(xì)菌有莢膜，所以形成的菌落表面光滑。(2)艾弗里利用酶的專一性，將S型細(xì)菌的DNA和DNA酶混合，可以進(jìn)一步確認(rèn)DNA是否是遺傳物質(zhì)。(3)作為遺傳物質(zhì)的條件之一是在親子代之間是否具有連續(xù)性。(4)細(xì)菌體外轉(zhuǎn)化及噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的共同設(shè)計(jì)思路是把DNA和蛋白質(zhì)分開，直接地、單獨(dú)地觀察它們所起的作用。 [答案] (1)表面光滑　(2)S型細(xì)菌的DNA和DNA酶　(3)連續(xù)　(4)DNA和蛋白質(zhì)分開 ——————————————[課堂歸納]——————————————— [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] 填充：①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化　　　?、谑删w侵染細(xì)菌 ③RNA　　　　 　　 　 ④主要的遺傳物質(zhì) ⑤DNA的溶解度隨NaCl濃度的變化而改變 ⑥二苯胺　　　　　　　 ⑦藍(lán)色 [關(guān)鍵語句] 1．S型肺炎雙球菌有莢膜，有毒；R型肺炎雙球菌無莢膜，無毒。 2．在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，只有S型球菌的DNA才能使R型球菌轉(zhuǎn)化為S型球菌，即轉(zhuǎn)化因子是DNA。 3．T2噬菌體由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成，S存在于蛋白質(zhì)中，P幾乎全部存在于DNA中。 4．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 5．煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 6．由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 7．DNA在NaCl溶液中的溶解度會(huì)隨NaCl濃度的變化而改變。NaCl的濃度為0.14 mol/L時(shí)DNA的溶解度最低。 8．DNA＋二苯胺藍(lán)色 知識(shí)點(diǎn)一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是(　　) A．重組DNA片段，研究其表型效應(yīng) B．誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應(yīng) C．設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究其各自的效應(yīng) D．應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞 解析：選C　艾弗里從S型肺炎雙球菌提取出了DNA、蛋白質(zhì)，與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)；赫爾希和蔡斯用同位素標(biāo)記法將噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去研究它們的作用。 2．肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的S型細(xì)菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡，無莢膜的R型細(xì)菌無毒性。如圖為細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，相關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　) A．丙組為空白對(duì)照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為小鼠不死亡 B．能導(dǎo)致小鼠患敗血癥死亡的有甲、丁兩組 C．戊組實(shí)驗(yàn)表明，加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后試管中長(zhǎng)出的還是無毒性的R型細(xì)菌 D．丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代 解析：選D　含有莢膜的肺炎雙球菌是甲、乙、丁三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎雙球菌失去毒性，所以只有甲、丁兩組能導(dǎo)致小鼠死亡。戊組加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后試管中長(zhǎng)出的是無毒性的R型細(xì)菌，丁組產(chǎn)生的有毒性的S型細(xì)菌是由遺傳物質(zhì)改變引起的，可以遺傳給后代。 知識(shí)點(diǎn)二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 3．(海南高考)關(guān)于T2 噬菌體的敘述，正確的是(　　) A．T2 噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素 B．T2 噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中 C．RNA 和DNA 都是T2 噬菌體的遺傳物質(zhì) D．T2 噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖 解析：選D　T2噬菌體核酸中不含硫元素。T2 噬菌體不能寄生在酵母菌細(xì)胞中。任何生物的遺傳物質(zhì)只能是DNA 或RNA ，T2 噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。T2噬菌體作為病毒，只能利用宿主細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行增殖。 4．認(rèn)為DNA是主要遺傳物質(zhì)的理由是(　　) A．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明的 B．DNA是絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì) C．只有DNA能夠進(jìn)行自我復(fù)制 D．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明的 解析：選B　通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，絕大多數(shù)生物，包括全部有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，即原核生物和真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還有DNA病毒，而有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，因此，只能說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 知識(shí)點(diǎn)三、DNA的粗提取與鑒定 5．[多選](江蘇高考)圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作步驟示意圖，下列敘述正確的是(　　) A．圖1、2中加入蒸餾水稀釋的目的相同 B．圖1中完成過濾之后保留濾液 C．圖2中完成過濾之后棄去濾液 D．在圖1雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì) 解析：選BCD　圖1中加入蒸餾水的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，圖2中加入蒸餾水的目的是調(diào)節(jié)鹽溶液的濃度，使DNA析出。圖1中含有DNA的核物質(zhì)位于濾液中，因此完成過濾后應(yīng)保留濾液。圖2中析出的DNA在紗布上，因此完成過濾后應(yīng)棄去濾液。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，能催化雜質(zhì)蛋白的分解。 (時(shí)間：25分鐘；滿分：50分) 一、選擇題(每小題3分，共30分) 1．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32P 解析：選A　子代噬菌體中S元素決定于大腸桿菌中氨基酸的組成元素；子代噬菌體中P元素決定于親代噬菌體DNA與大腸桿菌中脫氧核苷酸的組成元素，所以子代噬菌體一定有35S，可能有32P。 2．(新課標(biāo)全國(guó)卷)在生命科學(xué)發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)是(　　) ①孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)?、谀柛墓夒s交實(shí)驗(yàn)?、鄯窝纂p球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?、躎2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn) ⑤DNA的X光衍射實(shí)驗(yàn) A．①②　　　B．②③　　　C．③④　　　D．④⑤ 解析：選C　孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律。摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)說明了基因位于染色體上。DNA的X光衍射實(shí)驗(yàn)為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)提供了重要依據(jù)。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)均證明了DNA是遺傳物質(zhì)，C項(xiàng)正確。 3．(上海高考)赫爾希(A. D. Hershey)和蔡斯(M. Chase)于1952年所做的噬菌體侵染細(xì)菌的著名實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體(　　) A．侵染大腸桿菌后會(huì)裂解宿主細(xì)胞 B．只將其DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中 C．DNA可用15N放射性同位素標(biāo)記 D．蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標(biāo)記 解析：選B　噬菌體侵染細(xì)菌過程，只有噬菌體DNA進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，而蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入。噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中都含N，如用15N標(biāo)記，不能達(dá)到分開研究DNA和蛋白質(zhì)的作用的目的，C錯(cuò)誤；噬菌體的蛋白質(zhì)幾乎不含P，D錯(cuò)誤；如果噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入大腸桿菌，則本實(shí)驗(yàn)無法得出結(jié)論，B項(xiàng)是實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一。 4．如果用3H、15N、32P、35S標(biāo)記噬菌體后，讓其侵染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中，能夠找到的放射性元素為(　　) A．可在外殼中找到3H、15N、35S B．可在DNA中找到3H、15N、32P C．可在外殼中找到15N、35S D．可在DNA中找到15N、32P、35S 解析：選B　3H、15N既可標(biāo)記在噬菌體的DNA分子上，又可標(biāo)記在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼上，而32P只能標(biāo)記在噬菌體的DNA分子上，35S只能標(biāo)記在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼上。因?yàn)槭删w侵染細(xì)菌的過程中，只有其DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞，蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入，子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼大都以細(xì)菌的成分為原料合成，所以在產(chǎn)生的子代噬菌體結(jié)構(gòu)成分中只能發(fā)現(xiàn)噬菌體的DNA分子上帶有的3H、15N、32P，完全沒有35S。 5．[多選]下表是關(guān)于DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中所使用的試劑、操作及其作用的表述，正確的是(　　) 試劑 操作 作用 A 檸檬酸鈉溶液 與雞血混合 防止血液凝固 B 蒸餾水 與雞血細(xì)胞混合 保持細(xì)胞形狀 C 蒸餾水 加入到溶解有DNA的濃NaCl溶液中 析出DNA絲狀物 D 冷卻的酒精 產(chǎn)生特定的 加入到過濾后含DNA的NaCl溶液中 產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng) 解析：選AC　檸檬酸鈉溶液有抗凝血的作用；第一次加入蒸餾水是為了讓細(xì)胞吸水漲破；在濃氯化鈉溶液(2 mol/L)中，DNA的溶解度很大，而蛋白質(zhì)的溶解度很??；在稀氯化鈉溶液(0.14 mol/L)中DNA的溶解度最低，蛋白質(zhì)的溶解度很高而出現(xiàn)鹽溶現(xiàn)象；用酒精沉淀法可使其他物質(zhì)溶于酒精而進(jìn)一步純化DNA，但不會(huì)出現(xiàn)顏色反應(yīng)。 6．[多選]在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)無毒性的R型細(xì)菌和被加熱殺死的有毒性的S型細(xì)菌混合后，在小鼠體內(nèi)找到了下列哪種類型的細(xì)菌(　　) A．有毒性的R型細(xì)菌 B．無毒性的R型細(xì)菌 C．有毒性的S型細(xì)菌 D．無毒性的S型細(xì)菌 解析：選BC　在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化過程中，并不是所有的無毒性的R型細(xì)菌都轉(zhuǎn)化成了有毒性的S型細(xì)菌，因此在小鼠體內(nèi)有無毒性的R型和有毒性的S型兩種細(xì)菌存在。 7．關(guān)于病毒的遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　) A．都是脫氧核糖核酸 B．同時(shí)存在脫氧核糖核酸和核糖核酸 C．都是核糖核酸 D．有的是脫氧核糖核酸，有的是核糖核酸 解析：選D　生物的遺傳物質(zhì)是核酸(包括DNA和RNA)，對(duì)一個(gè)具體的生物來說，它的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。對(duì)病毒來說，有些病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，如噬菌體；有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如煙草花葉病毒。 8．(江蘇高考)關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是(　　) A．分別用含有放射性同位素35S 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)分別說明 DNA 是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 解析：選C　噬菌體營(yíng)寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)；保溫時(shí)間不能過長(zhǎng)，若保溫時(shí)間太長(zhǎng)則可能有含32P子代的噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，導(dǎo)致上清液中也能檢測(cè)到放射性；用35S 標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)，理論上應(yīng)存在于上清液中，但可能因攪拌不充分而使部分噬菌體外殼仍吸附在細(xì)菌表面，離心后存在于沉淀物中；本實(shí)驗(yàn)可說明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 9．如圖表示科研人員驗(yàn)證煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程，由此推斷正確的是(　　) A．煙草細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是RNA B．煙草細(xì)胞的細(xì)胞膜上有RNA的載體 C．感染煙草的病毒的蛋白質(zhì)和TMV的相同 D．接種的RNA在煙草細(xì)胞中進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄 解析：選C　從煙草花葉病毒中提取的RNA能使煙草感染病毒，而提取的蛋白質(zhì)卻不能使煙草感染病毒，這說明RNA是遺傳物質(zhì)，可在煙草細(xì)胞內(nèi)合成TMV的蛋白質(zhì)。 10. 下列關(guān)于肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　) A．都選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的生物作為實(shí)驗(yàn)材料，繁殖快、容易觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B．格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)都是在小鼠體內(nèi)進(jìn)行的 C．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都運(yùn)用了同位素示蹤法 D．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析：選A　噬菌體是病毒，肺炎雙球菌為原核生物，它們繁殖快，容易觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在小鼠體內(nèi)進(jìn)行的，而艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在小鼠體外進(jìn)行的。只有噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了同位素示蹤法。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 二、非選擇題(共20分) 11．(10分)如圖是赫爾希和蔡斯研究遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的物質(zhì)示意圖及實(shí)驗(yàn)過程圖，請(qǐng)回答下列問題： (1)圖3中用35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)外殼，標(biāo)記元素所在部分是圖2中的________。如果用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，標(biāo)記元素所在部位是圖1中的________。 (2)赫爾希和蔡斯選用噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料，其原因之一是____________________。 (3)實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段，目的是___________________________________。 (4)僅有圖3的實(shí)驗(yàn)過程，________(選填“能”或“不能”)說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)32P標(biāo)記的是①(磷酸基團(tuán))，⑤(肽鍵)不含S，有些R基團(tuán)含S，故35S標(biāo)記的是④R基團(tuán)。(2)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)思路是單獨(dú)觀察生物體內(nèi)每一種化學(xué)成分的作用，而噬菌體只由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成，這是它被選為實(shí)驗(yàn)材料的原因之一。(3)實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段，目的是讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離，以便觀察放射性存在的部位。(4)圖3實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，故不能說明噬菌體的遺傳物質(zhì)不是蛋白質(zhì)。 答案：(1)④　①　(2)噬菌體只由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成　(3)讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離　(4)不能　蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi) 12．(10分)如圖為肺炎雙球菌轉(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型球菌進(jìn)行培養(yǎng)之前，必須首先進(jìn)行的工作是__________________________。 (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)，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)： ①該實(shí)驗(yàn)中加DNA酶的目的是_______________________________________________。 ②觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________。 (5)通過上面兩步實(shí)驗(yàn)，仍然不能說明______________，為此設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)： 觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________________________， 該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f明____________________________________________________。 解析：此實(shí)驗(yàn)的目的是確定“轉(zhuǎn)化因子”的成分，實(shí)驗(yàn)思路是把S型球菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)地直接地觀察它們各自的作用。最后排除蛋白質(zhì)、多糖、DNA水解物是遺傳物質(zhì)的可能性，得出DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 答案：(1)格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化　“轉(zhuǎn)化因子” (2)分離并提純S型球菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)　(3)DNA是遺傳物質(zhì)　(4)①分解從S型球菌中提取的DNA　②培養(yǎng)基中只長(zhǎng)出R型球菌的菌落　(5)蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)　培養(yǎng)基中只長(zhǎng)出R型球菌的菌落　蛋白質(zhì)、多糖不是遺傳物質(zhì)