2018-2019年高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第一節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)教學(xué)案 浙科版必修2.doc

第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1.染色體由DNA、蛋白質(zhì)(組蛋白和非組蛋白) 和少量 RNA組成，其中DNA和組蛋白是染色體的主要成分。2證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)有肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)。前者證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；后者只證明了DNA是遺傳物質(zhì)。3花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)證明RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。4證明DNA或RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的共同設(shè)計(jì)思路是：分離出可能是遺傳物質(zhì)的DNA(或RNA和蛋白質(zhì))，分別直接地、獨(dú)立地觀察它們在遺傳中的作用。5 一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸，即DNA或RNA。凡是細(xì)胞生物 ，遺傳物質(zhì)一定是DNA；病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。6沒有任何實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。 考試內(nèi)容必考加試核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(2)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(3)煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)bb abb a噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)方法同位素標(biāo)記法，用35S、32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。2實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌(1)噬菌體的結(jié)構(gòu)：(2)噬菌體的生活方式：活細(xì)胞寄生。3實(shí)驗(yàn)過程(1)標(biāo)記噬菌體：(2)侵染細(xì)菌：4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析分組結(jié)果結(jié)果分析對比實(shí)驗(yàn)(相互對照)含32P噬菌體細(xì)菌上清液中幾乎無32P，32P主要分布在宿主細(xì)胞內(nèi)32PDNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)含35S噬菌體細(xì)菌宿主細(xì)胞內(nèi)無35S，35S主要分布在上清液中35S蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入宿主細(xì)胞，留在外面5結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。1科學(xué)家為什么把T2噬菌體作為研究DNA是遺傳物質(zhì)的材料？ 科學(xué)家是如何進(jìn)行研究的？提示：由于T2噬菌體只由DNA和蛋白質(zhì)兩種化學(xué)物質(zhì)組成，DNA是由C、H、O、N、P五種元素組成，而蛋白質(zhì)除含有C、H、O、N，有的還含有P和S等元素?？茖W(xué)家采用放射性同位素標(biāo)記法進(jìn)行研究。2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備中，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?yàn)槭删w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。1T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程(1)吸附：用尾部的末端(六根尾絲)吸附在大腸桿菌表面。(2)注入：釋放出溶菌酶，破壞大腸桿菌的局部細(xì)胞膜，噬菌體DNA通過尾管進(jìn)入大腸桿菌，蛋白質(zhì)外殼留在外面。(3)復(fù)制、合成：在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，以大腸桿菌體內(nèi)的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體DNA，以大腸桿菌體內(nèi)的氨基酸為原料合成噬菌體蛋白質(zhì)外殼。(4)組裝：一個(gè)蛋白質(zhì)外殼裝入一個(gè)噬菌體DNA分子，組成一個(gè)新的噬菌體。(5)釋放：大腸桿菌細(xì)胞破裂，釋放出幾十個(gè)至幾百個(gè)子代噬菌體。2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)組別一二設(shè)計(jì)思路S是蛋白質(zhì)的特征元素，P是DNA的特征元素，用不同的放射性同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，直接地、單獨(dú)地觀察它們的作用標(biāo)記大腸桿菌含35S的培養(yǎng)基無標(biāo)記的大腸桿菌含35S的大腸桿菌含32P的培養(yǎng)基無標(biāo)記的大腸桿菌含32P的大腸桿菌標(biāo)記噬菌體無標(biāo)記的噬菌體侵染含35S的大腸桿菌含35S的噬菌體無標(biāo)記的噬菌體侵染含32P的大腸桿菌含32P的噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體無標(biāo)記的大腸桿菌混合培養(yǎng)(攪拌后離心)含32P的噬菌體無標(biāo)記的大腸桿菌混合培養(yǎng)(攪拌后離心)實(shí)驗(yàn)結(jié)果上清液放射性很高，沉淀物放射性很低上清液放射性很低，沉淀物放射性很高實(shí)驗(yàn)分析噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，含32P的噬菌體DNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)，而含35S噬菌體蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)結(jié)論DNA是真正的遺傳物質(zhì)特別提醒 (1)用32P標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保溫時(shí)間過短，有一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；二是保溫時(shí)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(huì)使上清液放射性含量升高。(2)用35S標(biāo)記實(shí)驗(yàn)時(shí)，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因：可能由于攪拌不充分，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。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1 肺炎雙球菌的特點(diǎn) 項(xiàng)目特點(diǎn)類型菌落特征莢膜毒性S型光滑有有R型粗糙無無2活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析結(jié)論a.R型活菌小鼠活結(jié)果說明R型菌無毒性已加熱殺死的S型菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”，促使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌(主要通過d組證實(shí))b.S型活菌小鼠死結(jié)果說明S型菌有毒性c.加熱殺死的S型菌小鼠活結(jié)果說明加熱殺死的S型菌已失活d.R型活菌加熱殺死的S型菌小鼠死 S型活菌小鼠死亡，證明有R型無毒菌已轉(zhuǎn)化為S型有毒菌，說明S型菌內(nèi)含有使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的物質(zhì)3離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析S型菌的DNA使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化S型菌的其他物質(zhì)不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化“加DNA水解酶”的實(shí)驗(yàn)從反面證明確實(shí)是DNA能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化；從而進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)結(jié)論S型菌體內(nèi)只有DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”，即DNA是遺傳物質(zhì)1肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明DNA是遺傳物質(zhì)？為什么？提示：不能?；铙w轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有將細(xì)菌中的各種組成成分分開，因此，該實(shí)驗(yàn)只能證明S型細(xì)菌體內(nèi)含有“轉(zhuǎn)化因子”，不能證明“轉(zhuǎn)化因子”是哪種物質(zhì)，更不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。2請分析肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。提示：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)包括活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其中活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只證明了S型細(xì)菌體內(nèi)肯定含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，但“轉(zhuǎn)化因子”是哪種物質(zhì)并沒有證明。而離體轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)則證明了“轉(zhuǎn)化因子”是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA，而不是蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)。1肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較項(xiàng)目活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)區(qū)別培養(yǎng)細(xì)菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)實(shí)驗(yàn)原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照S型細(xì)菌體內(nèi)各成分相互對照實(shí)驗(yàn)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，蛋白質(zhì)、多糖等不能實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)肯定有某種“轉(zhuǎn)化因子”DNA是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)聯(lián)系所用材料相同，都是R型和S型肺炎雙球菌；活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說明加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)有某種“轉(zhuǎn)化因子”，而離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA；兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則 特別提醒肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素(1)在加熱殺死的S型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，但DNA只是暫時(shí)性的變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵被打開，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。(2)S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌內(nèi)的原因：活菌的細(xì)胞膜具有一定通透性，不會(huì)使DNA離開細(xì)胞，而死菌的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁已被破壞，DNA也已變成片段。因此S型細(xì)菌的DNA片段可進(jìn)入R型細(xì)菌。(3)在轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而是只有少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。原因是轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、菌體的狀態(tài)等因素影響。2肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較項(xiàng) 目肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)不同點(diǎn)DNA與蛋白質(zhì)分開的方式采用直接分離法，即真正將S型細(xì)菌的DNA與其他成分分離，然后用每種單一成分與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，做體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用放射性同位素標(biāo)記法分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便單獨(dú)觀察它們各自的作用對照原則相互對照自身對照實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)(因蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi))相同點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路相同：均使DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作用都遵循對照原則都能證明DNA是遺傳物質(zhì)特別提醒(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)。(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。(3)兩實(shí)驗(yàn)都不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)1煙草花葉病毒的感染和重建實(shí)驗(yàn)(1) 煙草花葉病毒的組成：(2)病毒對煙草葉細(xì)胞的感染實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象和結(jié)論：結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。(3)病毒重建及其對煙草葉細(xì)胞的感染實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象和結(jié)論：結(jié)論： 重組病毒所繁殖的病毒類型取決于提供RNA的病毒。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)(連線)1科學(xué)家為何要將煙草花葉病毒的RNA與蛋白質(zhì)分別去感染煙草？提示：該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路使可能是遺傳物質(zhì)的RNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理，直接地觀察它們各自的作用。2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，煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。1不同生物體的遺傳物質(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(shí)例真菌、原生生物、所有動(dòng)植物噬菌體、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)DNADNADNARNA結(jié)果：所有細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。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對DNA是主要的遺傳物質(zhì)的理解就整個(gè)生物界而言，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)。就某種生物而言，其遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。特別提醒(1)病毒只有一種核酸DNA(或RNA)，其遺傳物質(zhì)就是該種核酸(DNA或RNA)。(2)就某種生物而言，其遺傳物質(zhì)只有一種，即DNA或RNA。雖然細(xì)胞生物的細(xì)胞內(nèi)既有DNA又有RNA，但DNA是遺傳物質(zhì)而RNA不是。 以圖示為依托，考查肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)例1(2016浙江10月選考)用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過程和結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析可知()ARNA是轉(zhuǎn)化因子B莢膜多糖具有生物活性CDNA是轉(zhuǎn)化因子DDNA是主要的遺傳物質(zhì)思路點(diǎn)撥精講精析從圖示實(shí)驗(yàn)過程看出，只有加入了DNA才出現(xiàn)S型菌落，所以DNA是轉(zhuǎn)化因子。答案C1在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，在培養(yǎng)有R型菌的1、2、3、4四個(gè)試管中，依次分別加入從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)仍然有R型菌的是()A3和4 B1、3和4 C2、3和4 D.1、2、3和4解析：選D2、3、4三個(gè)試管內(nèi)的R型菌因?yàn)闆]有S型菌的DNA，所以都不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號(hào)試管因?yàn)橛蠸型菌的DNA，所以會(huì)使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型菌只是一部分，故試管內(nèi)仍然有R型菌的存在。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)例2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D32P 、 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)思路點(diǎn)撥精講精析噬菌體營寄生生活，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)；保溫時(shí)間不能過長，若保溫時(shí)間太長則可能有含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，使沉淀物中存在少量放射性；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)。答案C解答此類問題的方法 (2)確定標(biāo)記元素：2.右圖表示用同位素32P、35S分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA和大腸桿菌的蛋白質(zhì)(氨基酸)，然后進(jìn)行“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”，侵染后產(chǎn)生的子代噬菌體(101 000個(gè))與親代噬菌體形態(tài)完全相同，而子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中含有的標(biāo)記元素應(yīng)是()A31P、32P和35SB31P、32P和32SC31P、32P和32S、35S D32P和32S、35S解析： 選A在T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。并且S僅存在于蛋白質(zhì)中，99%的P都存在于DNA中。當(dāng)T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，噬菌體的DNA全部注入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，而其蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)胞外面。T2噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)后，利用細(xì)菌的組成成分，來合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，因此子代噬菌體的DNA都含 31P、少數(shù)DNA含32P，所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)都含35S。RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)例3如下圖所示，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()思路點(diǎn)撥精講精析RNA病毒由RNA(單鏈)和蛋白質(zhì)外殼組成，遺傳物質(zhì)為RNA。圖中甲病毒的蛋白質(zhì)外殼與乙病毒的RNA重新組裝為丙病毒，則丙病毒的遺傳物質(zhì)是乙病毒的RNA，用此重組病毒去侵染植物，在宿主植物細(xì)胞內(nèi)是乙病毒的RNA發(fā)揮遺傳作用，分別復(fù)制出乙病毒的RNA和翻譯出乙病毒的蛋白質(zhì)外殼，最后組裝為子代乙病毒。 答案DRNA病毒的遺傳物質(zhì)是其內(nèi)部的單鏈RNA，病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖時(shí)是以RNA為模板，一方面通過復(fù)制合成子代病毒的RNA，另一方面合成與親代相同的蛋白質(zhì)外殼。3煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)均為能感染煙葉使之出現(xiàn)感染斑的RNA病毒，都可因苯酚的處理而發(fā)生RNA與蛋白質(zhì)的分離。由于親緣關(guān)系很近，兩者能重新組合。分別用它們的RNA和蛋白質(zhì)形成雜種“病毒”去感染煙葉(圖中與)。煙葉被不同病毒成分感染圖解：請依圖回答下列問題：(1)與，與的結(jié)果不同，說明：_。(2)與的結(jié)果不同，說明：_。(3)圖中被感染后，在繁殖子代病毒過程中合成蛋白質(zhì)的模板來自_，合成蛋白質(zhì)的原料氨基酸來自_。(4)圖中被感染后，繁殖出的子代病毒將具有來自_的RNA和由_控制合成的蛋白質(zhì)。(5)病毒是用以證明核酸是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的最合適生物，原因是()A病毒只含核酸和蛋白質(zhì)B病毒能夠侵染細(xì)菌C病毒只含DNA和RNAD病毒是最低等的生物解析：由于HRV及TMV等病毒僅由蛋白質(zhì)和核酸兩種物質(zhì)構(gòu)成，只要將兩種成分分開，單獨(dú)地觀察其作用即可證明其遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA。實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了對照，增強(qiáng)了結(jié)果與結(jié)論的可靠性和可信度。答案：(1)RNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)(2)不同的RNA控制不同的性狀(3)TMV的RNA煙葉細(xì)胞(4)HRVHRV的RNA(5)A課堂回扣練習(xí)1下列有關(guān)人類對遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述正確的是()A肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)B肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)C噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是生物界中主要的遺傳物質(zhì)D煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)證明了蛋白質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)解析：選B肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只證明了加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)存在某種“轉(zhuǎn)化因子”； 肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)；噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)只證明了DNA是遺傳物質(zhì)；煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)只證明了RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。2在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。則此過程中小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌、R型細(xì)菌含量的變化情況最可能是下列哪個(gè)圖像()解析：選B在死亡的小鼠體內(nèi)同時(shí)存在著S型和R型兩種細(xì)菌。R型細(xì)菌的含量應(yīng)先減后增，這與小鼠的免疫力有關(guān)，剛開始小鼠免疫力較強(qiáng)，注入的R型細(xì)菌大量被殺死；隨后一些R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，S型細(xì)菌有多糖類莢膜的保護(hù)，能在小鼠體內(nèi)增殖，使小鼠免疫力降低，對R型細(xì)菌、S型細(xì)菌的殺傷力減弱，導(dǎo)致R型細(xì)菌、S型細(xì)菌增殖加快、含量增加。3某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌；用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細(xì)菌；用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)過一段時(shí)間后離心，檢測到以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中放射性出現(xiàn)的主要位置依次是()A沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液解析：選D在該實(shí)驗(yàn)中沉淀物的主要成分是細(xì)菌，上清液的主要成分為噬菌體外殼。都直接對細(xì)菌進(jìn)行了標(biāo)記，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；用32P只能標(biāo)記噬菌體的DNA，在該實(shí)驗(yàn)中，噬菌體的DNA會(huì)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，放射性也主要出現(xiàn)在沉淀物中；用15N可以標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，在該實(shí)驗(yàn)中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會(huì)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，而DNA可以進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，故放射性會(huì)出現(xiàn)在上清液和沉淀物中。4科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個(gè)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(shí)驗(yàn)(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型組合病毒(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A實(shí)驗(yàn)B實(shí)驗(yàn)C實(shí)驗(yàn) D實(shí)驗(yàn)解析：選C煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而不是蛋白質(zhì)，因此在中，組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型的RNA，因此病斑類型是b型，病斑中分離出的病毒類型也應(yīng)是b型的。課時(shí)跟蹤檢測一、選擇題1在真核細(xì)胞中，遺傳物質(zhì)DNA的主要載體是()A核糖體 B.葉綠體C染色體 D.線粒體解析：選CDNA的載體除了染色體外，還有線粒體和葉綠體，但在線粒體和葉綠體上含量很少，因此，DNA的主要載體應(yīng)是染色體。2科學(xué)家通過T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，而非蛋白質(zhì)，其實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序?yàn)?)用分別含有35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌利用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 用噬菌體分別與含有35S和32P的細(xì)菌混合培養(yǎng)放射性檢測 離心分離分別用32P、35S標(biāo)記的噬菌體與未標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)A BC D解析：選A該實(shí)驗(yàn)先標(biāo)記細(xì)菌，再用正常的噬菌體去侵染被標(biāo)記的細(xì)菌，然后用被標(biāo)記的噬菌體去侵染正常的細(xì)菌，離心處理，檢測放射性。3噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，能證明的結(jié)論是()ADNA是主要的遺傳物質(zhì) BDNA能產(chǎn)生可遺傳的變異CDNA是噬菌體的遺傳物質(zhì) D蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)解析：選C噬菌體由DNA和蛋白質(zhì)組成。通過同位素標(biāo)記證明，在整個(gè)噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)起作用，說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。這只是對一種生物的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能證明其他生物的遺傳物質(zhì)是否也是DNA。4為研究噬菌體侵染細(xì)菌的詳細(xì)過程，你認(rèn)為同位素標(biāo)記的方案應(yīng)為()A用14C或3H培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌B用18O或32P培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌C將一組噬菌體用32P和35S標(biāo)記D一組用32P標(biāo)記DNA，另一組用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼解析：選D用32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)外殼，35S 僅存在于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中，32P僅存在于噬菌體的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白質(zhì)和DNA中都存在，無法區(qū)別是哪一種成分發(fā)揮作用。如果同時(shí)用32P、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA，會(huì)導(dǎo)致沉淀物和上清液中都有放射性，無法判斷是哪一種成分發(fā)揮作用。5科學(xué)家用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果()A證明了DNA是遺傳物質(zhì) B證明了RNA是遺傳物質(zhì)C證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)解析：選D體內(nèi)的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，通過四組實(shí)驗(yàn)，只能說明加熱殺死的S型菌里可能有某種“轉(zhuǎn)化因子”，使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。沒有證明轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)。6在證明DNA是遺傳物質(zhì)的肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家用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。設(shè)置本實(shí)驗(yàn)步驟的目的是()A證明R型菌的生長并不需要S型活細(xì)菌的DNAB用以補(bǔ)充R型菌生長過程中所需要的營養(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)形成對照解析：選D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)的目的是與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實(shí)驗(yàn)形成對照。7某同學(xué)模擬科學(xué)家做了噬菌體侵染大腸桿菌的部分實(shí)驗(yàn)，有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A35S標(biāo)記的是噬菌體的DNAB沉淀物b中含放射性的高低，與過程中攪拌是否充分有關(guān)C上清液a中放射性較強(qiáng)D上述實(shí)驗(yàn)過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)解析：選A35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，DNA不含S元素，A錯(cuò)誤；充分?jǐn)嚢桦x心后，含放射性的蛋白質(zhì)外殼進(jìn)入上清液，使上清液a中放射性較強(qiáng)；若攪拌不充分，一部分蛋白質(zhì)外殼不能與大腸桿菌分離，會(huì)隨大腸桿菌進(jìn)入沉淀中，使沉淀物中放射性增強(qiáng)，B、C正確；該實(shí)驗(yàn)沒有標(biāo)記DNA，不能說明DNA的作用，故不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。8肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，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)，在小鼠體內(nèi)S型和R型細(xì)菌含量變化情況如圖所示。下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是()A在死亡的小鼠體內(nèi)存在著S型和R型兩種細(xì)菌B曲線ab段下降的原因是R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所消滅C曲線bc段上升，與S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖導(dǎo)致小鼠免疫抵抗力降低有關(guān)DS型細(xì)菌數(shù)量從零開始是由R型細(xì)菌突變的結(jié)果解析：選DR型細(xì)菌的數(shù)量與小鼠免疫力有關(guān)；S型細(xì)菌是由于R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來的，并非基因突變所致。9下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()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CT2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有S元素 DHIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)物是4種脫氧核苷酸解析：選B豌豆的遺傳物質(zhì)是DNA；酵母菌(真核生物)的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，含有P元素而不含S元素；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，水解產(chǎn)物是核糖核苷酸。10對甲、乙、丙、丁四種生物進(jìn)行分析比較，結(jié)果如下表所示：項(xiàng)目甲乙丙丁細(xì)胞膜有無有無遺傳物質(zhì)DNARNADNADNA是否遵循孟德爾遺傳定律否否是否其中最可能表示肺炎雙球菌的是()A甲 B乙C丙 D丁解析：選A肺炎雙球菌屬于原核生物，具有細(xì)胞膜，其遺傳物質(zhì)是DNA，由于不能進(jìn)行有性生殖，所以不遵循孟德爾的遺傳定律。二、非選擇題11【加試題】某科學(xué)研究者曾重復(fù)做了“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：a將一部分S型細(xì)菌加熱殺死；b制備符合要求的培養(yǎng)基并均勻分為若干組，將相應(yīng)菌種分別接種到各組培養(yǎng)基上(如下圖中文字說明部分)；c將接種后的培養(yǎng)基置于適宜溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察菌落生長情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。(1)該學(xué)者本實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是_。(2)美國學(xué)者艾弗里等人通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在上述細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程中起作用的是DNA。請用DNA酶做試劑，選擇適當(dāng)?shù)牟牧嫌镁?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證“促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA”，并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)方案如下：第一步：從S型細(xì)菌中提取出其DNA。同時(shí)，制備符合要求的培養(yǎng)基，并將盛有等量培養(yǎng)基的培養(yǎng)裝置分別標(biāo)號(hào)A、B、C；第二步：_；第三步：_；第四步：_。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出合理結(jié)論_。通過本實(shí)驗(yàn)，還有得出的新的結(jié)論：_。解析：第(2)題是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。欲證明促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA，可用DNA酶將S型細(xì)菌的DNA破壞，看其是否還能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。解答時(shí)可考慮以下幾個(gè)方面：設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)組中加入提取的S型細(xì)菌的DNA；在對照組中，一組中不加任何提取物，另一組中加入提取的S型細(xì)菌的DNA和DNA酶。單一變量的控制，即只有培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中是否加入S型細(xì)菌的DNA這一個(gè)實(shí)驗(yàn)變量，其余的變量(如接種的細(xì)菌種類、數(shù)量以及培養(yǎng)條件等)應(yīng)基本相同。答案：(1)S型細(xì)菌中的“某種物質(zhì)”(轉(zhuǎn)化因子)能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，且這種轉(zhuǎn)化是可遺傳的(2)第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型細(xì)菌的DNA，C中加入提取的S型細(xì)菌的DNA和DNA酶(順序可變)第三步：在三組培養(yǎng)基上分別接種等量的R型細(xì)菌第四步：將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察菌落生長情況結(jié)果預(yù)測：A中只有R型細(xì)菌菌落；B中出現(xiàn)R型細(xì)菌和S型細(xì)菌兩種菌落；C中只有R型細(xì)菌菌落。結(jié)論：S型細(xì)菌的DNA可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌DNA 只有在結(jié)構(gòu)保持完整、未被破壞的前提下才具有促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的功能12【加試題】在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具有很高的放射性；而實(shí)驗(yàn)的實(shí)際最終結(jié)果顯示：在離心后的上層液體中，也具有一定的放射性，而下層的放射性強(qiáng)度比理論值略低。(1)在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，采用的實(shí)驗(yàn)方法是_。(2)在理論上，上層液放射性應(yīng)該為0，其原因是_。(3)由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差，由此對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行誤差分析：a.在實(shí)驗(yàn)中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)，到用離心機(jī)分離，這一段時(shí)間如果過長，會(huì)使上清液的放射性含量升高，其原因是_。b在實(shí)驗(yàn)中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，將_(填“是”或“不是”)誤差的來源，理由是_。(4)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了_。(5)上述實(shí)驗(yàn)中，_(填“能”或“不能”)用15N來標(biāo)記噬菌體的DNA，理由是_。解析：(1)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，采用的實(shí)驗(yàn)方法是同位素標(biāo)記法。(2)在DNA中含有P元素，蛋白質(zhì)中沒有，故32P只能進(jìn)入噬菌體的DNA中。理論上講，在侵染過程中，由于噬菌體的DNA全部注入大腸桿菌，離心后，上清液中是噬菌體蛋白質(zhì)外殼，沉淀物中是被侵染的大腸桿菌，因此上清液中應(yīng)沒有放射性。(3)從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)，到用離心機(jī)分離，如果時(shí)間過長會(huì)使帶有放射性的噬菌體從大腸桿菌中釋放出來，使上清液帶有放射性；如果部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，也會(huì)使上清液帶有放射性。(4)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)表明，在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。(5)DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素，因此不能用15N標(biāo)記DNA。答案：(1)同位素標(biāo)記法(同位素示蹤法)(2)理論上講，噬菌體已將含32P的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，上清液中只含噬菌體蛋白質(zhì)外殼(3)a.噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中b是沒有侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性(4)DNA是遺傳物質(zhì)(5)不能因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)中都含有N元素