高考生物大一輪復習 第六單元 23 DNA是主要的遺傳物質學案

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1、 第六單元 遺傳的物質基礎 學案23　DNA是主要的遺傳物質 考綱要求　人類對遺傳物質的探索過程(Ⅱ)。 一、肺炎雙球菌的轉化實驗 1．體內轉化實驗 (1)實驗過程 (2)結論：加熱殺死的S型細菌中，含有某種促使R型細菌轉化為S型細菌的________。 2．體外轉化實驗：(1)方法：將S型細菌的________、蛋白質和多糖等物質分開，分別加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中。 (2)過程 (3)結果：只有加入S型細菌的________，R型細菌才能轉化為S型細菌。 (4)結論：______才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。 二、噬菌體侵染細菌實驗 1．實驗

2、材料——T2噬菌體 3．結論：________是遺傳物質。 思考　為什么用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，用32P標記噬菌體的DNA？　 三、證明RNA是遺傳物質的實驗 1．煙草花葉病毒組成：________和蛋白質。 2.　煙草花葉病毒—＋ 3．結論：____是遺傳物質。 四、DNA是主要的遺傳物質：因為絕大多數生物的遺傳物質是________，所以說________是主要的遺傳物質。 探究點一　肺炎雙球菌的轉化實驗 1．肺炎雙球菌比較填空： 種類 項目 S型細菌 R型細菌 菌落 ________ ________ 菌體 有_______

3、___ 無__________ 毒性 有毒性，使小鼠患______死亡 ______ 2.格里菲思轉化實驗(體內轉化)填空： (1)實驗過程及結果 (2)結論：加熱殺死的S型細菌中，含有某種促成R型細菌轉化為S型細菌的“________”。 3．艾弗里轉化實驗(體外轉化)填空 (1)原理：對S型細菌的成分提取、分離、鑒定，并與____________混合培養(yǎng)，以觀察各成分的作用。 (2)過程 (3)結論：________才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質，即DNA是轉化因子，是遺傳物質。 思維拓展 1．格里菲思的體內轉化實驗只提出“S型細菌體內有轉化因子”

4、，并沒有具體證明哪種物質是遺傳物質。最終證明DNA是遺傳物質的是艾弗里。 2．格里菲思實驗第4組小鼠體內分離出的細菌和艾弗里S型菌的DNA＋R型活菌培養(yǎng)基上生存的細菌都是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型細菌，該實驗是從另一個角度進一步證明DNA是遺傳物質，而不是為了證明DNA的水解產物——脫氧核苷酸不是遺傳物質，盡管此實驗可以證明該問題，但不是該實驗的實驗目的。 探究示例1　(2011·溫州十校聯(lián)考)在艾弗里證明DNA是遺傳物質的實驗中，用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA并與R型菌混合培養(yǎng)，結果發(fā)現培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設置本實驗步

5、驟的目的是(　　) A．證明R型菌的生長并不需要S型活細菌的DNA B．用以補充R型菌生長過程中所需要的營養(yǎng)物質 C．直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉化為S型菌的因素 D．與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照 聽課記錄：　 　 探究點二　噬菌體侵染細菌的實驗 分析完成下表： 實驗 材料 T2噬菌體、大腸桿菌 實驗 方法 放射性同位素標記法(或示蹤法) 設計 思路 S是蛋白質特有元素，P是DNA特有元素，用不同的放射性同位素分別標記DNA和蛋白質，直接單獨地去觀察它們的作用 過 程 · 結 果 實驗 分析 35S標記的

6、噬菌體__________并未進入細菌內部，而32P標記的噬菌體____進入了細菌內部 實驗 結論 ____是真正的遺傳物質 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菌。 2．該實驗不能證明蛋白質不是遺傳物質，因為蛋白質外殼留在外面，其作用不能證明。 3．該實驗可同時證明DNA能控制蛋白質的合成。 探究示例2　(2010·上海生物，25)若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染，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3

7、2P 聽課記錄：　 　 探究點三　肺炎雙球菌的體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較 相 同 點 實驗 思路 均使________________，單獨處理，觀察它們各自的作用， 但兩類實驗中____與______分開的方式不同 設計 原則 都遵循了________ 結論相 同點 能證明________________，但不能證明DNA是主要的遺傳物質 不 同 點 方法 不同 艾弗里 實驗 ________：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質等， 分別與R型細菌混合培養(yǎng) 噬菌體 侵染細 菌實驗 ____________：分別標記DN

8、A和蛋白質的特殊元素(32P和35S) 結論 不同 ①肺炎雙球菌轉化實驗的結論：證明________________， 蛋白質____________； ②噬菌體侵染細菌實驗的結論：證明______________， 不能證明蛋白質____________，因蛋白質沒有進入細菌體內 思維拓展 1．噬菌體侵染細菌的實驗還能間接證明的結論 (1)DNA能夠自我復制，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能控制蛋白質的生物合成，從而能夠控制新陳代謝的過程和性狀。 2．噬菌體侵染細菌的實驗誤差分析：上清液和沉淀物中為何都有放射性 (1)用32P標記的噬菌體侵

9、染大腸桿菌，理論上在上清液中不含放射性，下層沉淀物中應具有很高的放射性，而實驗最終結果顯示在離心后的上清液中，也有一定的放射性，而下層的放射性強度卻比理論值略低。原因有二：一是保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，使上清液出現放射性；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液的放射性含量升高。 (2)若用35S標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 菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物

10、也有一定放射性。 3．肺炎雙球菌轉化實驗 (1)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復其活性。 (2)R型細菌轉化為S型細菌的原因是S型細菌DNA與R型菌DNA實現重組，表現出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)肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，證明了(　　) A．DNA是主要的遺傳物質 B．蛋白質是遺傳物質 C．RNA是遺傳物質 D．DNA是遺傳物質 聽課記錄：　 　 題組一　肺炎雙球菌轉化及噬菌體侵染細菌實驗 1．(2011·南京摸底)下列關于艾弗里

11、的肺炎雙球菌轉化實驗的敘述中，錯誤的是(　　) A．需對S型細菌中的物質進行提取、分離和鑒定 B．配制的培養(yǎng)基應適合肺炎雙球菌的生長和繁殖 C．轉化的有效性與R型細菌的DNA純度有密切關系 D．實驗證明了DNA是遺傳物質而蛋白質不是 2．(原創(chuàng)題)將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌相混合后，注射到小鼠體內，小鼠死亡。下列有關敘述中正確的是(多選)(　　) A．死亡的小鼠體內只存在著S型活細菌 B．死亡的小鼠體內存在著S型和R型兩種活細菌 C．死亡的小鼠體內S型活細菌的出現是兩種細菌細胞融合的結果 D．死亡的小鼠體內S型活細菌的出現是R型活細菌轉化的結果 3．(2011·廣東卷

12、，2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。從表可知(　　) 實驗組號 接種菌型 加入S型菌物質 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R 蛋白質 R型 ② R 莢膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(經DNA酶處理) R型 A．①不能證明S型菌的蛋白質不是轉化因子 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是轉化因子 D．①～④說明DNA是主要的遺傳物質 4．噬菌體侵染細菌的實驗能證明(　　) ①DNA分子結構的相對穩(wěn)定?、贒NA能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性、穩(wěn)定性?、跠NA能指導蛋白質合成

13、　④DNA能產生可遺傳變異?、軩NA是遺傳物質 ⑥DNA是主要的遺傳物質 A．①②③④ B．②③⑤ C．①④⑥ D．④⑥ 5．(原創(chuàng)題)將噬菌體用15N進行標記，放在未被標記的大腸桿菌中培養(yǎng)一段時間，子代噬菌體所含標記元素的情況是(　　) 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)關于“噬菌體侵染細胞的實驗”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標記的噬菌體侵染

14、未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質 題組二　DNA是主要的遺傳物質 7．(改編題)下列關于遺傳物質的說法，錯誤的是(　　) ①真核生物的遺傳物質是DNA?、谠松锏倪z傳物質是RNA　③細胞核中的遺傳物質是DNA?、芗毎|中的遺傳物質是RNA?、菁仔土鞲胁《镜倪z傳物質是DNA或RNA?、藜毎锏倪z傳物質是DNA　⑦細胞生物的遺傳物質主要是DNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤⑦ D．③④⑤

15、 8．下列有關生物體遺傳物質的敘述，不正確的是(多選)(　　) A．豌豆的遺傳物質主要是DNA B．酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上 C．T2噬菌體的遺傳物質含有硫元素 D．HIV的遺傳物質水解產生4種脫氧核苷酸 題組三　應用提升 9．有人試圖通過實驗來了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的過程，設計實驗如下： 一段時間后，檢測子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表對結果的預測中，最可能發(fā)生的是(　　) 選項 放射性 S元素 P元素 A 全部無 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多數32P、少數31P C 少數有 全部32S 少

16、數32P、多數31P D 全部有 全部35S 少數32P、多數31P 10.甲、乙為兩種不同的病毒，經病毒重建形成“雜交病毒”丙，用病毒丙侵染植物細胞，在植物細胞內產生的新一代病毒可表示為(　　) 題 號 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記法，完成了著名的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，下圖是實驗的部分過程： (1)寫出以上實驗的部分操作過程： 第一步：用35S標記噬菌體的蛋白質外殼。如何實現對噬菌體的標記？請簡要說明實驗的設計方法。 ________

17、________________________________________________________________。 第二步：用被35S標記的噬菌體與沒有標記的大腸桿菌混合。 第三步：一定時間后，在攪拌器中攪拌后再進行離心。 (2)以上實驗結果能否說明遺傳物質是DNA？為什么？ ________________________________________________________________________。 (3)噬菌體侵染大腸桿菌之后，合成新的噬菌體蛋白質外殼需要(　　) 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

18、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化實驗的一部分圖解，請據圖回答： (1)該實驗是在______________________實驗的基礎上進行的，其目的是證明________的化學成分。 (2)在對R型細菌進行培養(yǎng)之前，首先進行的工作是____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)依據上面圖解的實驗，可以作出_______________________

19、_________的假設。 (4)為驗證上面的假設，他們設計了下面的實驗： 該實驗中加入DNA酶的目的是__________________________________，他們觀察到的實驗現象是________________________________。 (5)通過上面兩步實驗，仍然不能說明________________________________，為此他們設計了下面的實驗： 他們觀察到的實驗現象是__________________，該實驗能夠說明______________。 學案23　DNA是主要的遺傳物質 課前準備區(qū) 一、1.(2)轉化因子 2

20、．(1)DNA　(3)DNA　(4)DNA 二、1.(1)DNA　頭部　蛋白質　(2)寄生　大腸桿菌　不能　2.高　低　未檢測到　低　高　檢測到　3.DNA 思考　通過對噬菌體中蛋白質和DNA的研究表明，僅在蛋白質中含有S，而P幾乎都存在于DNA分子中。 三、1.RNA　2.RNA　蛋白質　3.RNA 四、DNA　DNA 課堂活動區(qū) 探究點一 1．表面光滑　表面粗糙　多糖類莢膜　多糖類莢膜　敗血癥　無毒性 2．(1)加熱后殺死的S細菌　不死亡　不死亡　(2)轉化因子 3．(1)活的R型細菌　(2)R型、S型　R型　(3)DNA 探究示例1　D　[本實驗設置了對照，實驗變量是

21、有無DNA。無DNA采取的措施是用DNA酶水解DNA。] 探究點二 培養(yǎng)基　培養(yǎng)基　細菌　細菌　高　低　低　高　蛋白質外殼　DNA　DNA 探究示例2　A　[本題考查同位素標記法研究噬菌體侵染細菌的過程。由于噬菌體以自身的DNA作為遺傳物質，以大腸桿菌的核苷酸和氨基酸為原料合成子代的DNA和蛋白質，所以合成的子代的DNA中，含有母鏈的DNA含32P，不含母鏈的DNA不含32P，而合成子代的蛋白質外殼則都含有35S。] 探究點三 DNA和蛋白質分開　DNA　蛋白質　對照原則　DNA是遺傳物質　直接分離　同位素標記法　DNA是遺傳物質　不是遺傳物質　DNA是遺傳物質　不是遺傳物質

22、 探究示例3　D　[這兩個實驗只能證明DNA為遺傳物質。得出“DNA是主要的遺傳物質”的結論，是由于絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有少數生物如某些病毒的遺傳物質是RNA。] 構建知識網絡 DNA　RNA　噬菌體侵染細菌實驗　DNA　蛋白質　DNA　RNA　蛋白質 課后練習區(qū) 1．C　[由艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗過程可知，提取的S型細菌的DNA純度越高，轉化的有效性越強，說明轉化的有效性與S型細菌的DNA純度有密切關系。] 2．BD　[根據實驗分析，死亡的小鼠體內既有S型活細菌，也有R型活細菌。S型活細菌是R型活細菌轉化而來的，不是細胞融合的結果。] 拓展提升　肺炎雙球菌體內

23、和體外轉化實驗的比較 體內轉化實驗 體外轉化實驗 實驗者 格里菲思 艾弗里及其同事 培養(yǎng)細菌 用小鼠(體內) 用培養(yǎng)基(體外) 實驗 結論 S型細菌體內含有“轉化因子” S型細菌的DNA是遺傳物質， 蛋白質等其它物質不是 聯(lián)系 (1)所用材料相同，都是R型和S型肺炎雙球菌 (2)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則 3.C　[第①②組實驗說明蛋白質和莢膜多糖與R型菌轉化為S型菌無關，A、B項錯誤。第③組實驗說明DNA與R型菌轉化為S型菌有關。第④組實驗說明DNA被水解后的產物不能使R型菌轉化為S型菌，C項正確。①～④只能說明DNA是遺傳物質，而不能說明DNA

24、是主要的遺傳物質，D項錯誤。] 4．B　[噬菌體侵染細菌的實驗能說明DNA分子能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性和穩(wěn)定性，進一步也能說明DNA是遺傳物質，另外噬菌體能利用細菌的物質合成蛋白質外殼，因此也能證明DNA能指導蛋白質合成。] 5．D　[親代噬菌體的DNA、蛋白質中含有15N，大腸桿菌沒有被標記。噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌細胞內，蛋白質外殼沒有進入，所以子代噬菌體DNA部分含有15N。] 解題方法　噬菌體親子代個體與細菌之間的同位素標記關系 DNA 蛋白質 DNA和蛋白質 噬菌體 32P 35S 14C、3H、18O、15N 細菌 31P 32

25、S 12C、1H、16O、14N 子代 噬菌體 32P、31P 32S C、H、O、N 兩種都有 注意　(1)解題時一定要看清標記對象是噬菌體還是細菌。 (2)噬菌體侵染細菌實驗中32P和35S的存在部位： CH2NH?——35S存在部位COOH 6．C　[噬菌體營寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，需用含放射性的大腸桿菌培養(yǎng)才能使噬菌體帶上放射性標記，A項錯誤；實驗中保溫時間不能過長，若保溫時間太長則可能使一些含32P的子代噬菌體釋放出來，離心后存在于上清液中，導致上清液中檢測到32P，B項錯誤；35S標記的是噬菌體的蛋白質，理論上應存在于上清液中，但可能因攪拌不充分，

26、部分噬菌體仍吸附在細菌表面而存在于沉淀物中，C項正確；本實驗可說明DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質，因為缺少蛋白質進入細菌細胞的對照實驗，D項錯誤。] 7．C　[細胞生物(包括真核和原核生物)的遺傳物質是DNA，細胞核和細胞質中的遺傳物質也是DNA，流感病毒的遺傳物質是RNA。] 知識鏈接　辨析區(qū)別生物體所含遺傳物質和所含核酸 生物的遺傳物質是DNA或RNA：所具有細胞結構的生物的遺傳物質都是DNA，對于病毒來說，有一部分是DNA，如噬菌體等；有一部分是RNA，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、煙草花葉病毒等，問題大多出在對常見病毒的遺傳物質不熟悉。歸納如下： 生物類型

27、 核酸種類 遺傳物質 實例 有細胞結 構的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 玉米、小麥、人 原核生物 乳酸菌、藍藻 無細胞結 構的生物 DNA病毒 DNA DNA 噬菌體 RNA病毒 RNA RNA 煙草花葉病毒 注意?、偌毎|中的核酸主要是RNA，而細胞質中的遺傳物質是DNA。 ②絕大多數DNA存在于染色體上，少數存在于細胞質中的葉綠體和線粒體中。 8．ACD　[豌豆、酵母菌均為真核生物，其遺傳物質均為DNA，且DNA主要分布于細胞核染色體上。T2噬菌體的遺傳物質為DNA，HIV的遺傳物質為RNA，DNA、RNA的組成元素均為C、H、

28、O、N、P。RNA水解產生4種核糖核苷酸。] 9．D　[由題干可獲取的主要信息有：①家禽體細胞被32P標記，H5N1病毒寄生后也被32P標記；②家禽體細胞被35S標記，H5N1病毒寄生后也被35S標記。解答本題可先根據圖解明確標記元素所標記的化合物，及病毒的結構特點和侵染過程，然后作出選擇。病毒侵染細胞時，蛋白質外殼留在外面，只有核酸注入細胞，由圖可知，病毒先在含32P的宿主細胞1中培養(yǎng)(其RNA被32P標記)，然后轉移到含35S的宿主細胞2中培養(yǎng)。病毒復制自身的遺傳物質所用的原料有宿主細胞的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少數含32P；病毒合成

29、蛋白質外殼所用的原料都是宿主細胞2的，故全被35S標記。] 10．D　[雜交病毒丙的遺傳物質來自乙病毒，因此子代病毒的蛋白質外殼和核酸都與乙病毒相同。] 11．(1)先將大腸桿菌在含35S的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，再用噬菌體去侵染該大腸桿菌 (2)不能。它只能證明噬菌體的蛋白質外殼沒有進入細菌體內(要證明遺傳物質是DNA，還要用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌) (3)C 12．(1)格里菲思肺炎雙球菌轉化　“轉化因子” (2)分離提純S型細菌的DNA、蛋白質、多糖等物質 (3)DNA是遺傳物質 (4)分解從S型細菌中提取的DNA　培養(yǎng)基中只長R型細菌 (5)蛋白質、多糖等不是遺傳物質　培養(yǎng)基中只長R型細菌　蛋白質、多糖不是遺傳物質 11