2018版高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)案 新人教版必修2

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1掌握肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論。(重、難點)2掌握噬菌體侵染細(xì)菌實驗的方法、過程及結(jié)論。(重、難點)3理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。肺 炎 雙 球 菌 的 轉(zhuǎn) 化 實 驗1對遺傳物質(zhì)的早期推測2肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗(1)肺炎雙球菌的兩種類型名稱有無莢膜菌落特點有無毒性S型細(xì)菌有光滑有R型細(xì)菌無粗糙無(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的實驗：實驗過程及現(xiàn)象：結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。(3)體外轉(zhuǎn)化實驗艾弗里的轉(zhuǎn)化實驗：實驗結(jié)果及現(xiàn)象：結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。探討：某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，進(jìn)行了以下4個實驗：S型細(xì)菌的DNADNA酶加入R型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌的DNADNA酶加入S型細(xì)菌注射入小鼠R型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型細(xì)菌的DNA注射入小鼠S型細(xì)菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型細(xì)菌的DNA注射入小鼠以上四組實驗小鼠的存活情況分別是怎樣的？提示：存活，死亡，存活，存活。探討：在艾弗里的轉(zhuǎn)化實驗中，最后用S型菌的DNA和DNA酶混合作用后，再和R型菌混合培養(yǎng)，該實驗的目的是什么？提示：從反面證實DNA是遺傳物質(zhì)，也證實了DNA的分解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)。肺炎雙球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較項目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗實驗者格里菲思艾弗里及其同事細(xì)菌培養(yǎng)在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實驗原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照S型細(xì)菌各成分的作用對照實驗結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌實驗結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實驗來說明確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨地觀察某種物質(zhì)在實驗中所起的作用聯(lián)系所用材料相同；體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的延伸；兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則1已知有莢膜的肺炎雙球菌可引起動物致死性肺炎，無莢膜的肺炎雙球菌對動物無害。請根據(jù)下列實驗回答：從有莢膜的肺炎雙球菌中提取了DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)，分別加入培養(yǎng)無莢膜細(xì)菌的培養(yǎng)基中，并將培養(yǎng)液注射到小鼠體內(nèi)，其結(jié)果不正確的是()【解析】從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取的物質(zhì)中，只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，使小鼠致死。A、B、C都正確。D中有DNA，但用DNA酶處理DNA分子，就會使DNA分子水解，不會使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，小鼠應(yīng)正常?！敬鸢浮緿2下列關(guān)于肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的敘述，錯誤的是()A需對S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行分離、提純和鑒定BR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后，其性狀是可以遺傳的CS型細(xì)菌的DNA使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌D該實驗的思路是將DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨觀察DNA的作用【解析】肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的設(shè)計思路是將DNA、蛋白質(zhì)及多糖等物質(zhì)分開，單獨觀察它們的作用?！敬鸢浮緿噬 菌 體 侵 染 細(xì) 菌 的 實 驗1T2噬菌體的結(jié)構(gòu)與代謝(1)結(jié)構(gòu)：(2)代謝與增殖判斷T2噬菌體只寄生在大腸桿菌體內(nèi)。()在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的成分。()當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。 ()2實驗過程3實驗結(jié)果及結(jié)論親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論32P標(biāo)記DNADNA是遺傳物質(zhì)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)探討：為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？提示：因為噬菌體營寄生生活，只有在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行增殖，故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。探討：能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S 同時標(biāo)記噬菌體？提示：不能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含C和O。不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體。探討：噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，沉淀物中含有的物質(zhì)主要是什么？提示：被侵染的大腸桿菌。1上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因保溫時間過短，部分噬菌體沒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。保溫時間過長，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，也會使上清液出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。2同位素標(biāo)記法在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中的應(yīng)用分析(1)用哪種標(biāo)記元素。若用32P和35S，則分別標(biāo)記了DNA和蛋白質(zhì)，若用C、H、O等，則同時標(biāo)記了DNA和蛋白質(zhì)。(2)注意標(biāo)記對象是噬菌體還是細(xì)菌，標(biāo)記對象不同對應(yīng)結(jié)果不同，具體見下表：DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)噬菌體32P35S14C、3H、18O、15N細(xì)菌31P32S12C、2H、16O、14N子代噬菌體32P(少數(shù))、31P(全部)32SC、H、O、N的兩種同位素都有1某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，進(jìn)行了如下實驗：用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌；用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌；用3H標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌。一段時間后進(jìn)行離心，檢測到放射性存在的主要部位依次是()A沉淀物、上清液、沉淀物和上清液B沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液C沉淀物、上清液、沉淀物D上清液、上清液、沉淀物和上清液【解析】32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌時，只有DNA進(jìn)入大腸桿菌，并隨著大腸桿菌離心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物；用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌時，噬菌體的DNA和大腸桿菌均離心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物；3H標(biāo)記的是噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼，蛋白質(zhì)外殼離心到上清液中，而噬菌體的DNA和大腸桿菌離心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物和上清液?！敬鸢浮緽2科學(xué)家用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，待大腸桿菌解體后，15N() 【導(dǎo)學(xué)號：10090080】A不出現(xiàn)在T2噬菌體中B僅出現(xiàn)在T2噬菌體的DNA中C出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼和DNA中D僅出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼中【解析】DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素。噬菌體侵染被15N標(biāo)記的大腸桿菌，合成自身DNA和蛋白質(zhì)的原料都來源于大腸桿菌，因此子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)都含有15N?！敬鸢浮緾DNA 是 主 要 的 遺 傳 物 質(zhì)1RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)(1)煙草花葉病毒的組成：(2)侵染實驗：(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)判斷(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗可證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(×)(2)DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。 ()(3)生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。 ()探討：病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA?提示：不一定，如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。探討：細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA?提示：細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA。1 不同生物的遺傳物質(zhì)生物類型細(xì)胞生物非細(xì)胞生物真核生物原核生物多數(shù)病毒少數(shù)病毒實例真菌、原生生物、所有動植物細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌等噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等HIV、SARS病毒、煙草花葉病毒等核酸種類DNA和RNADNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNA DNARNA結(jié)果：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA結(jié)論：DNA是主要的遺傳物質(zhì)2.生物的遺傳物質(zhì)總結(jié)：(1)生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，即生物的遺傳物質(zhì)是核酸。(2)既含有DNA又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遺傳物質(zhì)是DNA。(3)只含RNA的病毒中，RNA才作為遺傳物質(zhì)。(4)由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。1科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()實驗編號實驗過程實驗結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型Aa型TMV感染植物a型a型Bb型TMV感染植物b型b型C組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)b型TMV的RNA)感染植物b型a型D組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)a型TMV的RNA)感染植物a型a型【解析】煙草花葉病毒是RNA病毒，遺傳特性是由RNA決定的，實驗C組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型TMV的RNA，所以分離出的病毒類型應(yīng)該是b型。【答案】C2下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述錯誤的是()A正常情況下，同一生物的不同組織，DNA結(jié)構(gòu)一定相同，數(shù)量也一定相同B正常情況下，同一生物的不同組織，DNA結(jié)構(gòu)一定相同，數(shù)量可能不同C細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNAD任何生物個體的遺傳物質(zhì)都只有一種【解析】由于生物的不同組織分化程度不同，高度分化的組織不分裂，DNA含量穩(wěn)定，分化程度較低的組織由于細(xì)胞不斷分裂，其DNA含量(或數(shù)量)經(jīng)常發(fā)生變化，故選項A錯、選項B正確；有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物既含DNA，也含RNA，但只有DNA是遺傳物質(zhì)，選項C正確；無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒，只含一種核酸，含哪種核酸，哪種核酸就是遺傳物質(zhì)，選項D正確。【答案】A1肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌和含轉(zhuǎn)化因子的細(xì)菌分別是()AR型細(xì)菌和S型細(xì)菌BR型細(xì)菌和R型細(xì)菌CS型細(xì)菌和S型細(xì)菌DS型細(xì)菌和R型細(xì)菌【解析】格里菲思轉(zhuǎn)化實驗證明了S型細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，由此判斷A項正確?！敬鸢浮緼2在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，在培養(yǎng)有R型細(xì)菌的1、2、3、4四支試管中，依次加入從S型活細(xì)菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)出現(xiàn)S型活細(xì)菌的是()A3和4B1、3和4C2、3和4 D1【解析】3、4兩支試管內(nèi)的R型細(xì)菌因為沒有S型細(xì)菌的DNA，所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化。2號試管雖然有DNA，但被DNA酶分解，所以也不會發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號試管內(nèi)有S型細(xì)菌的DNA，所以會使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型活細(xì)菌?！敬鸢浮緿3在探索遺傳物質(zhì)的過程中，赫爾希和蔡斯做了關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實驗，下列敘述正確的是()A此實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)B用含有充足有機(jī)物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體C用同位素32P標(biāo)記的一組實驗中，放射性主要分布在試管的上清液中D細(xì)菌裂解釋放的噬菌體中，可檢測到32P標(biāo)記的DNA，但檢測不到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)【解析】赫爾希和蔡斯做T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗時，分別用32P標(biāo)記DNA的T2噬菌體和用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的T2噬菌體進(jìn)行侵染實驗，該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緿4下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法，錯誤的是()真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)是DNA細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)是RNA甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNAA BC D【解析】細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，無論是真核生物還是原核生物；凡是有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，無論是細(xì)胞核中還是細(xì)胞質(zhì)中，遺傳物質(zhì)都是DNA；流感病毒是RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA。【答案】C5如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細(xì)胞后，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒是()【解析】雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質(zhì)，所以子代病毒應(yīng)與病毒乙相同?！敬鸢浮緿課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，只有S型細(xì)菌的DNA才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即轉(zhuǎn)化因子是DNA。2T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S元素存在于蛋白質(zhì)中，P元素幾乎全存在于DNA中。3肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。4DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。9