20172018學(xué)年高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第1節(jié) dna是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)案 新人教版必修2
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1、第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì) [學(xué)習(xí)導(dǎo)航] 1.閱讀教材,了解人類對(duì)遺傳物質(zhì)的早期猜測(cè)。2.結(jié)合教材圖文,分析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。3.結(jié)合教材圖3-6,分析噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4.歸納DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)。 [重難點(diǎn)擊] 1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。 從圖中我們可以看出,親屬之間在某些方面上具有一定的相似性,這就是我們平常所說(shuō)的遺傳。其實(shí),早在公元前3世紀(jì),《呂氏春秋》中就記載著“夫種麥而得麥,種稷而得稷,人不怪也。”也就是我們常說(shuō)的“種瓜得瓜,種豆得豆。”正是生物的遺傳特性,才使生物界的物種能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。那么生物之間的這
2、種相似性是由什么物質(zhì)起作用,而在親子代之間連續(xù)傳遞的呢?本節(jié)課我們就一起學(xué)習(xí)生物的遺傳物質(zhì)。 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè) 20世紀(jì)20年代,大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代,人們認(rèn)識(shí)到DNA的重要性,但是認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。 2.肺炎雙球菌類型 種類 項(xiàng)目 S型細(xì)菌 R型細(xì)菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌體 有無(wú)毒性 有 無(wú) 3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——格里菲思的實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象 (2)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
3、轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。 4.體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象 (2)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)。 格里菲思將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,并從死亡小鼠體內(nèi)分離到了活的S型菌,請(qǐng)分析: 1.已知在80~100 ℃溫度范圍內(nèi),蛋白質(zhì)將失去活性,DNA的結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞,但當(dāng)溫度降低到55 ℃左右時(shí),DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)恢復(fù),但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。由此我們可以推斷:在格里菲思的實(shí)驗(yàn)中,加熱殺死的S型細(xì)菌中的“轉(zhuǎn)化因子”應(yīng)該是哪種物質(zhì)? 答案 是DNA。 2.研究表明,小鼠體內(nèi)的兩種細(xì)菌含量變化如圖所示: (1)
4、從免疫學(xué)角度解釋曲線ab段下降的原因是什么? 答案 R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅。 (2)S型活細(xì)菌是怎樣產(chǎn)生的? 答案 加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。 (3)S型細(xì)菌是有毒性的,據(jù)此推測(cè)曲線bc段上升的原因是什么? 答案 有毒的S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖,導(dǎo)致小鼠的免疫力降低,R型細(xì)菌、S型細(xì)菌數(shù)量都增加。 知識(shí)整合 加熱殺死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌一起注射到小鼠體內(nèi)時(shí), 開始時(shí)R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅,數(shù)量下降,隨著S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌, S型活細(xì)菌逐漸增多,毒性導(dǎo)致小鼠的免疫力降低,R型細(xì)菌、S型細(xì)菌數(shù)量都增加。 1.探索
5、遺傳物質(zhì)的過(guò)程是漫長(zhǎng)的,直到20世紀(jì)初期,人們?nèi)云毡檎J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時(shí)人們作出判斷的理由不包括( ) A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異 B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān) C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性,并且能夠自我復(fù)制 D.蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以儲(chǔ)存大量遺傳信息 答案 C 解析 蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性較DNA差,且不能復(fù)制,故選C項(xiàng)。其他選項(xiàng)所述的蛋白質(zhì)的特點(diǎn),與遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特征一致,可作為判斷為遺傳物質(zhì)的理由。 2.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表所示。由表可知( ) 實(shí)驗(yàn)組號(hào) 接種菌型 加入S型 細(xì)菌的物質(zhì) 培
6、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型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B.②說(shuō)明S型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性 C.③和④說(shuō)明S型細(xì)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) 答案 C 解析 第①②組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌無(wú)關(guān),A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。第③組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌有關(guān)。第④組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,C項(xiàng)正確。①~④只能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì),而不能說(shuō)明
7、DNA是主要的遺傳物質(zhì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 易錯(cuò)提醒 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)轉(zhuǎn)化過(guò)程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,而只是小部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。 (2)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)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)活性。 (3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論是S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”,沒(méi)有證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA,體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1.實(shí)驗(yàn)者:赫爾希和蔡斯。 2.實(shí)驗(yàn)方法:放射性同位素標(biāo)記法。 3.實(shí)驗(yàn)材料:T2噬菌體(如圖所示) 4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (1)標(biāo)記T2噬菌
8、體 (2)侵染細(xì)菌 5.實(shí)驗(yàn)分析 (1)T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中,而蛋白質(zhì)外殼留在外面。 (2)子代T2噬菌體的各種性狀是通過(guò)親代的DNA來(lái)遺傳的。 6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析: 1.標(biāo)記噬菌體時(shí),為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)T2噬菌體? 答案 噬菌體營(yíng)寄生生活,不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 2.能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體?能否用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體? 答案 不能,因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和O;不能用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體。 3.實(shí)驗(yàn)中攪拌的目的是什么? 答案
9、目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。 4.實(shí)驗(yàn)中離心的目的是什么?離心管的上清液和沉淀物中分別是什么? 答案 離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒,離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。 5.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),發(fā)現(xiàn)沉淀物中放射性也較高,可能是什么原因造成的? 答案 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。 6.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高,可能是什么原因造成的? 答案 (1)保溫時(shí)間過(guò)短,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。 (2)保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),噬菌體在
10、大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代,經(jīng)離心后分布于上清液中。 知識(shí)整合 噬菌體營(yíng)寄生生活,不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體;攪拌是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離,經(jīng)過(guò)離心,噬菌體顆粒到了上清液中,大腸桿菌留在沉淀物中;如果攪拌不充分,有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面,會(huì)隨細(xì)菌離心到沉淀物中。保溫時(shí)間要適當(dāng),時(shí)間過(guò)短,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,時(shí)間過(guò)長(zhǎng),噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代,經(jīng)離心后分布于上清液中。 3.為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì),赫爾希和蔡斯做了“T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親
11、代噬菌體已用32P標(biāo)記,A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是( ) A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌的,其內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分中要加入32P標(biāo)記的無(wú)機(jī)鹽 B.若要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,還要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn),兩組相互對(duì)照 C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律,而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律 D.若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性,則不能證明DNA是遺傳物質(zhì) 答案 B 解析 由題干信息可知,圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記,則錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)無(wú)放射性標(biāo)記;要證明DNA是遺傳物質(zhì),還應(yīng)設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn),二者為相互對(duì)
12、照實(shí)驗(yàn);大腸桿菌是原核生物,其遺傳不遵循基因分離定律;若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性,可能是實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng),大腸桿菌裂解導(dǎo)致的,也可能是部分噬菌體的DNA未侵入大腸桿菌,經(jīng)攪拌、離心到上清液中。 4.如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染大腸桿菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中,能夠找到的標(biāo)記元素為( ) A.在外殼中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外殼中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S 答案 B 解析 用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體,15N標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼,32P標(biāo)記了噬菌體的DNA,
13、35S標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,噬菌體侵染細(xì)菌過(guò)程中蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外面,DNA進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,在細(xì)菌中以噬菌體DNA為模板,利用細(xì)菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA,由于DNA復(fù)制,故在子代噬菌體中能找到15N和32P標(biāo)記的DNA,不能找到35S和15N標(biāo)記的蛋白質(zhì)。 方法鏈接 “二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況 三、生物的遺傳物質(zhì) 1.RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù) (1)實(shí)驗(yàn)材料:煙草花葉病毒,只由蛋白質(zhì)和RNA組成。 (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 (3)結(jié)論:煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,不是蛋白質(zhì)。 2.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA
14、。因此,DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 1.人、噬菌體、煙草花葉病毒及大腸桿菌的遺傳物質(zhì)分別是什么? 答案 分別是DNA、DNA、RNA、DNA。 2.下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述,哪些說(shuō)法是正確的? ①DNA是所有生物的遺傳物質(zhì) ②核酸是一切生物的遺傳物質(zhì) ③酵母菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA ④病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA ⑤艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA 答案?、冖?。 3.蠶豆細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物有哪些? 答案 磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。 知識(shí)整合 細(xì)胞生物同時(shí)含有DNA 和RNA,其中DNA是遺傳物質(zhì);病毒只含有一種核酸,含有DNA(如噬菌體)的,DNA是遺
15、傳物質(zhì),含有RNA(艾滋病病毒、煙草花葉病毒等)的,RNA 是遺傳物質(zhì)。 5.煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉,但二者致病病斑不同,如圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是( ) A.a(chǎn)過(guò)程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉,結(jié)果說(shuō)明TMV的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有侵染作用 B.b過(guò)程表示用HRV的RNA單獨(dú)接種煙葉,結(jié)果說(shuō)明具有侵染作用 C.c、d兩過(guò)程表示用TMV的外殼和HRV的RNA組合成的“雜種病毒”接種煙葉,結(jié)果說(shuō)明該“雜種病毒”有侵染作用,表現(xiàn)病癥為煙葉感染車前草病毒的癥狀,并能從中分離出車前草病毒 D.該實(shí)驗(yàn)證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)外
16、殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì) 答案 D 解析 由于該實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有用煙草花葉病毒的RNA侵染煙葉,因此無(wú)法證明煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)。 6.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 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 答案 B 解析 A中豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA;B中酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上,細(xì)胞質(zhì)中也有;C中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,不含S元素;D中HIV的遺傳物質(zhì)是RNA,初步水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。 1
17、.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(guò)培養(yǎng),檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌的是( ) A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4 答案 D 解析 2、3、4三支試管內(nèi)只有R型細(xì)菌,因?yàn)闆](méi)有S型細(xì)菌的DNA,所以都不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號(hào)試管因?yàn)橛蠸型細(xì)菌的DNA,所以會(huì)使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只是一部分,故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在。 2.在探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程中,赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
18、 A.用32P、35S標(biāo)記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì) B.該實(shí)驗(yàn)的步驟是標(biāo)記、培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測(cè) C.用含有充足有機(jī)物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體 D.該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案 B 解析 32P、35S分別標(biāo)記不同組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),A錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)先標(biāo)記噬菌體,然后用標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體,之后進(jìn)行攪拌和離心,最后檢測(cè)上清液和沉淀物的放射性,B正確;T2噬菌體只能用活的細(xì)胞培養(yǎng),不能用培養(yǎng)基培養(yǎng),C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì),而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 3.噬菌體在繁殖過(guò)程中所利用的原料是( ) A.細(xì)菌的核苷酸和氨
19、基酸 B.自身的核苷酸和細(xì)菌的氨基酸 C.自身的核苷酸和氨基酸 D.自身的氨基酸和細(xì)菌的核苷酸 答案 A 解析 噬菌體只能寄生在活的細(xì)胞中,在繁殖過(guò)程中以自己的遺傳物質(zhì)為模板,用宿主細(xì)胞的核苷酸和氨基酸作原料,進(jìn)行遺傳物質(zhì)的復(fù)制和蛋白質(zhì)外殼的合成,A正確。 4.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述,不正確的是( ) A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì) B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNA C.在真核生物中,DNA和RNA都是遺傳物質(zhì),其中DNA是主要的遺傳物質(zhì) D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì),其中DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案 C 解析 具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物含有DNA和RNA兩種核
20、酸,但DNA是遺傳物質(zhì),病毒只含有DNA或RNA一種核酸,其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)。總之,大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,即DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 5.下圖是噬菌體侵染細(xì)菌示意圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)噬菌體侵染細(xì)菌的正確順序應(yīng)是____________。 (2)圖中D表明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),留在細(xì)菌外的是____________,注入細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)是____________。 (3)圖中E表明_______________________________________________________________。 (4)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)得出了________
21、____是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 答案 (1)BDAEC (2)蛋白質(zhì)外殼 噬菌體DNA (3)噬菌體復(fù)制完成(產(chǎn)生性狀完全相同的噬菌體后代) (4)DNA 解析 噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程可以分為五個(gè)步驟:①吸附:噬菌體用尾部的末端吸附在細(xì)菌表面;②侵入:噬菌體通過(guò)尾軸把DNA全部注入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)胞外面不起作用;③生物合成在細(xì)菌體內(nèi),以噬菌體的DNA為模板,利用細(xì)菌的化學(xué)成分合成噬菌體DNA和蛋白質(zhì)分子;④組裝:新合成的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝成與親代一模一樣的子代噬菌體(結(jié)構(gòu)、成分相同);⑤釋放:子代噬菌體由于細(xì)菌的裂解而釋放出來(lái),再去侵染其他細(xì)菌(功能相同)。由此可見,在子代
22、噬菌體的復(fù)制過(guò)程中,只有親代的DNA參與了(蛋白質(zhì)未參與),說(shuō)明親代的性狀通過(guò)DNA傳給后代,所以說(shuō)DNA是遺傳物質(zhì)。 課時(shí)作業(yè) [學(xué)考達(dá)標(biāo)] 1.“肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”證明了DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。得出這一結(jié)論的關(guān)鍵是( ) A.用S型活菌和加熱殺死后的S型菌分別對(duì)小白鼠進(jìn)行注射,并形成對(duì)照 B.用殺死的S型菌與無(wú)毒的R型菌混合后注射到小鼠體內(nèi),測(cè)定小鼠體液中抗體的含量 C.從死亡小鼠體內(nèi)分離獲得了S型菌 D.將S型菌的各種因子分離并分別加入各培養(yǎng)基中,培養(yǎng)R型菌,觀察是否發(fā)生轉(zhuǎn)化 答案 D 解析 當(dāng)把S型菌的各種因子分離并分別與R型菌混合培養(yǎng)后,發(fā)
23、現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基中R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,出現(xiàn)S型菌,而加入其他因子的培養(yǎng)基中R型菌(如加入蛋白質(zhì))不發(fā)生轉(zhuǎn)化,即不出現(xiàn)S型菌。 2.S型肺炎雙球菌具有多糖類的莢膜,R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì),能產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌 B.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的DNA的完全水解產(chǎn)物,不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌 C.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的DNA,能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌 D.培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加入S型細(xì)菌的蛋白質(zhì),不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌 答案 A 解析 S型細(xì)菌的DNA的完全水解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)均不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
24、只有DNA才是遺傳物質(zhì),能夠使R型活細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。 3.利用兩種類型的肺炎雙球菌進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。各組肺炎雙球菌先進(jìn)行圖示處理,再培養(yǎng)一段時(shí)間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說(shuō)法不正確的是( ) A.通過(guò)E、F對(duì)照,能說(shuō)明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) B.F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌 C.F組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果 D.能導(dǎo)致小鼠死亡的是A、B、C、D四組 答案 D 解析 從圖示實(shí)驗(yàn)過(guò)程看出,通過(guò)E、F對(duì)照,能說(shuō)明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì),F(xiàn)組加入了S型菌的DNA,可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌,而S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果。A組經(jīng)煮沸
25、、D組為R型菌,均不能導(dǎo)致小鼠死亡,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,下列被標(biāo)記的部分組合是( ) A.①② B.①③ C.①④ D.③④ 答案 A 解析 組成噬菌體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸,而P是噬菌體DNA組成成分之一——磷酸的構(gòu)成元素,對(duì)照?qǐng)D解標(biāo)號(hào)應(yīng)分別選擇①②。 5.如圖是某種高等植物的病原體的遺傳過(guò)程實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明這種病原體( ) A.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過(guò)RNA遺傳 B.寄生于細(xì)胞間,通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳 C.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳 D.寄生于細(xì)胞間,通過(guò)RNA遺傳 答案 A 解析 從圖示可看出,
26、用RNA接種在葉片上,葉片出現(xiàn)了病斑;而用蛋白質(zhì)外殼接種到葉片上,葉片上沒(méi)有病斑;所以該病原體是通過(guò)RNA遺傳的。 6.生物興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),如下圖。下列有關(guān)分析不正確的是( ) A.理論上,b中不應(yīng)具有放射性 B.b中含放射性的高低,與②過(guò)程中攪拌是否充分有關(guān) C.b中是否含有放射性,與①過(guò)程中培養(yǎng)時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān) D.上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì) 答案 C 解析 用35S只能標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),其蛋白質(zhì)外殼只能留在細(xì)菌細(xì)胞外,而攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌細(xì)胞外的噬菌體及蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離,離心是讓上清液中析出噬
27、菌體顆粒,沉淀物中留下被感染的大腸桿菌,因此,攪拌越充分,蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離得越徹底,b中放射性越低,如果使蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌徹底分離,則b中不含放射性。上述實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有“示蹤”DNA在遺傳中的作用,因此不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。b中是否含有放射性,與①過(guò)程中培養(yǎng)時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。 [高考提能] 7.病毒H1N1亞型是第一個(gè)被鑒定出的流行性感冒病毒,之后即不斷地有新亞型的報(bào)道。下圖為流行性感冒病毒構(gòu)造示意圖,其中甲(簡(jiǎn)稱H)與病毒進(jìn)入細(xì)胞有關(guān);乙(簡(jiǎn)稱N)則與病毒粒子出細(xì)胞有關(guān)??共《舅幬铩斑_(dá)菲”(Oseltamivir)主要是抑制乙的作用。則“達(dá)菲”主要是阻斷該病毒增殖時(shí)的哪一過(guò)程( )
28、 A.病毒入侵細(xì)胞 B.病毒的核酸復(fù)制 C.病毒粒子的組裝 D.子病毒釋放出細(xì)胞 答案 D 解析 病毒H1N1侵染細(xì)胞的過(guò)程與噬菌體侵染細(xì)胞一致,要經(jīng)過(guò)吸附→注入→復(fù)制合成→組裝→釋放等步驟。由示意圖可知:甲與注入有關(guān),乙與釋放有關(guān),丙與復(fù)制合成有關(guān),丁與組裝有關(guān)??梢姟斑_(dá)菲”主要是抑制乙的作用,主要是阻斷該病毒增殖時(shí)的釋放過(guò)程,D正確。 8.下圖甲中的噬菌斑(白色區(qū)域),是在長(zhǎng)滿大腸桿菌(黑色)的培養(yǎng)基上,由一個(gè)T2噬菌體侵染細(xì)菌后不斷裂解細(xì)菌產(chǎn)生的一個(gè)不長(zhǎng)細(xì)菌的透明小圓區(qū),它是檢測(cè)噬菌體數(shù)量的重要方法之一?,F(xiàn)利用培養(yǎng)基培養(yǎng)并連續(xù)取樣的方法,得到噬菌體在感染大腸桿菌后數(shù)量
29、的變化曲線(下圖乙),下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.培養(yǎng)基中加入含35S或32P的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),則放射性先在細(xì)菌中出現(xiàn),后在噬菌體中出現(xiàn) B.曲線ab段,細(xì)菌內(nèi)正旺盛地進(jìn)行噬菌體DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 C.曲線bc段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)噬菌體共繁殖了10代 D.限制cd段噬菌斑數(shù)量增加的因素最可能是絕大部分細(xì)菌已經(jīng)被裂解 答案 C 解析 包括噬菌體在內(nèi)的所有病毒均是嚴(yán)格的寄生生物,無(wú)獨(dú)立的代謝能力,需要利用寄主細(xì)胞的原料增殖,而大腸桿菌可以利用環(huán)境中的物質(zhì)進(jìn)行代謝,A正確;曲線ab段,正處于噬菌體物質(zhì)合成的階段,細(xì)菌未裂解釋放噬菌體,B正確;曲線bc段,噬菌斑從100個(gè)增殖到1
30、000個(gè),是細(xì)菌裂解釋放的噬菌體數(shù)量,并不代表噬菌體增殖10代,增殖10代得到的噬菌體數(shù)為100×210個(gè),C錯(cuò)誤;de段噬菌斑數(shù)量達(dá)到最大,說(shuō)明d點(diǎn)之前絕大部分細(xì)菌已經(jīng)裂解,D正確。 9.如圖表示T2噬菌體、乳酸菌、酵母菌和家兔體內(nèi)遺傳物質(zhì)組成中五碳糖、堿基和核苷酸的種類,其中與實(shí)際情況相符的是( ) A.T2噬菌體 B.乳酸菌 C.酵母菌 D.家兔 答案 A 解析 T2噬菌體只含有DNA,乳酸菌、酵母菌、家兔既含有DNA又含有RNA,但遺傳物質(zhì)都是DNA。 10.根據(jù)下面的材料回答問(wèn)題。 材料一 在噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中,用同位素31P、32P和32S、35
31、S分別作如下標(biāo)記。 噬菌體 大腸桿菌 脫氧核苷酸 32P 31P 氨基酸 32S 35S 材料二 (1)寫出用32P標(biāo)記噬菌體的大致操作過(guò)程。 ①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________。 (2)材料一中,子代噬菌體的DNA分子中含有同位素____________。 (3)若材料一中的噬菌體和大腸桿菌分別
32、換成煙草花葉病毒和煙葉細(xì)胞,則能說(shuō)明________________。 (4)分析材料二,A~D的結(jié)果中,哪項(xiàng)不正確?______。說(shuō)明理由:______________________ ________________________________________________________________________。 (5)材料一、材料二共同說(shuō)明的問(wèn)題是____________________________________________。 答案 (1)①在含有放射性32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌 ②再用上述大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體 (2)31P和32P (3)RNA是遺
33、傳物質(zhì) (4)D DNA分子被DNA酶分解掉,失去活性,R型細(xì)菌不能轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,小鼠不會(huì)死亡 (5)DNA是遺傳物質(zhì) 解析 (1)由于噬菌體是病毒,不能獨(dú)立培養(yǎng),必須寄生在活細(xì)胞中,所以先用培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。(3)煙草花葉病毒的核酸是RNA,它可以侵染煙草的葉細(xì)胞,說(shuō)明RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。(4)由于DNA酶能夠分解DNA分子,使其失去活性,不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,所以小鼠不會(huì)死亡。(5)材料一、材料二共同說(shuō)明的問(wèn)題是DNA是遺傳物質(zhì)。 11.1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過(guò)程中的功能,請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。
34、 (1)他們指出“噬菌體在分子生物學(xué)的地位就相當(dāng)于氫原子在玻爾量子力學(xué)模型中的地位一樣”。噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料具有____________________的特點(diǎn)。 (2)通過(guò)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 的方法分別獲得被32P或35S標(biāo)記的噬菌體,用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,從而追蹤在侵染過(guò)程中____________________
35、__變化。 (3)侵染一段時(shí)間后,用攪拌機(jī)攪拌,然后離心得到上清液和沉淀物,檢測(cè)上清液中的放射性,得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攪拌的目的是____________________________________, 所以攪拌時(shí)間少于1 min時(shí),上清液中的放射性________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)攪拌時(shí)間足夠長(zhǎng)以后,上清液中的35S和32P分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%,證明________________。圖中“被侵染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是作為對(duì)照組,以證明________________,否則細(xì)胞外________________放射性
36、會(huì)增高。 (4)本實(shí)驗(yàn)證明病毒傳遞和復(fù)制遺傳特性中________________起著重要作用。 答案 (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只含有蛋白質(zhì)和DNA(核酸) (2)用分別含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體分別侵染被32P或35S標(biāo)記的大腸桿菌 DNA和蛋白質(zhì)的位置 (3)使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離 較低 DNA進(jìn)入細(xì)菌,蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌 細(xì)菌沒(méi)有裂解,沒(méi)有子代噬菌體釋放出來(lái) 32P (4)DNA 解析 (1)噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料,是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只含有蛋白質(zhì)和DNA(核酸)。(2)噬菌體是病毒,離開活體細(xì)胞不能繁殖,所以要標(biāo)記噬菌體,首先應(yīng)用分別含32P 和35S的培養(yǎng)基
37、培養(yǎng)大腸桿菌,再讓噬菌體侵染標(biāo)記后的大腸桿菌,即可達(dá)到標(biāo)記噬菌體的目的,進(jìn)而追蹤在侵染過(guò)程中蛋白質(zhì)和DNA的位置變化。(3)噬菌體侵染大腸桿菌的時(shí)間要適宜,時(shí)間過(guò)長(zhǎng),子代噬菌體從大腸桿菌體內(nèi)釋放出來(lái),會(huì)使細(xì)胞外32P含量增高。圖中被侵染細(xì)菌的存活率始終保持在100%,說(shuō)明細(xì)菌沒(méi)有裂解,沒(méi)有子代噬菌體釋放出來(lái)。細(xì)胞外的35S含量只有80%,原因可能是在攪拌時(shí)侵染細(xì)菌的噬菌體外殼沒(méi)有全部分離;細(xì)胞外的32P含量有30%,原因是有部分標(biāo)記的噬菌體還沒(méi)有侵染細(xì)菌。該實(shí)驗(yàn)證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 12.某研究小組為探究某病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA,做了如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你完成相關(guān)內(nèi)容。 (1)
38、實(shí)驗(yàn)原理:__________________________________________________________。 (2)材料用具:該病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟: ①取健康且生長(zhǎng)狀況基本一致的小白鼠若干,隨機(jī)均分成四組,編號(hào)分別為A、B、C、D。 ②按下表所示配制注射溶液,然后分別注射入小白鼠體內(nèi)。 組別 A B C D 注射溶液 _______和 ________ _______和 ________ ________ ________ ③相同條件下培
39、養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。 (4)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論: ①A、C組發(fā)病,B、D組未發(fā)病,說(shuō)明DNA是該病毒的遺傳物質(zhì); ②______________,說(shuō)明________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)分析: ①________組和________組對(duì)照,能說(shuō)明DNA是否是其遺傳物質(zhì)。 ②B組和C組對(duì)照,能說(shuō)明__________________________________________。 ③C組和D組在實(shí)驗(yàn)對(duì)比時(shí)起到________作用。 答案 (1)酶具有專一性 (3)②A.
40、該病毒核酸提取物 RNA酶 B.該病毒核酸提取物 DNA酶 C.該病毒核酸提取物 D.生理鹽水 (4)②B、C組發(fā)病,A、D組未發(fā)病 RNA是該病毒的遺傳物質(zhì) (5)①A C?、赗NA是否是其遺傳物質(zhì)?、蹖?duì)照 解析 本題是一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究題,解答時(shí)要認(rèn)真閱讀試題,從題干信息中準(zhǔn)確提取實(shí)驗(yàn)原理,分清實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。從(4)(5)小題中可以確定表格中的空格處所填內(nèi)容,A組和B組、C組和D組是不能互換的。A組和B組是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組,C組和D組是兩個(gè)對(duì)照組。 [真題體驗(yàn)] 13.(2016·江蘇,1)下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述,正確的是( ) A.格里菲思實(shí)驗(yàn)中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化
41、為S型是基因突變的結(jié)果 B.格里菲思實(shí)驗(yàn)證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì) C.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中T2噬菌體的DNA是用32P直接標(biāo)記的 D.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) 答案 D 解析 格里菲思實(shí)驗(yàn)中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因重組的結(jié)果,A錯(cuò)誤;格里菲思實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌中存在一種轉(zhuǎn)化因子,使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,B錯(cuò)誤;T2噬菌體屬于病毒,營(yíng)寄生生活,需先標(biāo)記細(xì)菌,再標(biāo)記噬菌體,C錯(cuò)誤;赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì),D正確。 14.(2013·海南,13)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 答案 D 解析 核酸中不含S元素,故A錯(cuò)誤;T2噬菌體不能寄生在酵母菌細(xì)胞中,故B錯(cuò)誤;任何生物的遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA中的一種,T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,故C錯(cuò)誤;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,D正確。
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