2018版高中生物第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质学案新人教版必修2

1、 第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 - 学习目标导航 - 1. 掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。 (重、难点) 2 掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。 (重、难点) 3理解 DNA 是主要遗传物质的结论。 、 _ ) 肺炎双球菌的转化实验 自主认知 1 对遗传物质的早期推测 盘讽到DtU的重要性，但蛋白威 |.是遣传物欣的观点仍占主导地他 2 肺炎双球菌转化实验 (1)肺炎双球菌的两种类型 名称 有无夹膜 菌落特点 有无毒性 S 型细菌 有 光滑 R 型细菌 无 粗糙 (2)体内转化实验一一格里菲思的实验: 实验过程及现象： 结论：加热杀死的 S 型细菌中含有某种转化

2、因子，将 R 型活细菌转化为 S 型活细菌。 - 20世艷20年代 - 氨基酿多神參样的排列顺序, 可能蕴含着遗客信息； 没右发现可能證含擴传信克柏 其他生鞫大分子 -ODNA是由许爹脱氧核苗酸瘧合帀 輩白质是生物协的遗传物卮 R型淸削蔚乳與 馆射 加热杀死的5刑细菌梨 R型恬-细菌劉 加热杀死的5埜细歯 黑站果 小駅不死C 小凰死亡 鱼刮L濟沽细菌 冲凰示元亡 小闕蚯亡 分海岀-观活细歯 2 (3)体外转化实验一一艾弗里的转化实验： 实验结果及现象：3 S创活细菌 井离 1 1 DNA DNA 分别与R型细菌混合培养 1 1 El型壁 H型活曲R舉洁菌吕型活嵐R舉洁繭 结论：DNA 是使 R

3、 型细菌产生稳定遗传变化的物质。 - O核酸突破o - 合作探讨 探讨1某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下 4 个实验： S 型细菌的 DNAF DNA 酶T加入 R 型细菌宀注射入小鼠 R 型细菌的 DNAF DNA 酶T加入 S 型细菌宀注射入小鼠 R 型细菌+ DNABT高温加热后冷却T加入 S 型细菌的 DNA注射入小鼠 S 型细菌+ DNABT高温加热后冷却T加入 R 型细菌的 DNT注射入小鼠 以上四组实验小鼠的存活情况分别是怎样的？ 提示：存活，死亡，存活，存活。 探讨2：在艾弗里的转化实验中，最后用 S 型菌的 DNA 和 DNA 酶混合作用后，再和 R 型 菌混合

4、培养，该实验的目的是什么？ 提示：从反面证实 DNA 是遗传物质，也证实了 DNA 的分解产物不是遗传物质。 思维升华 肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较 项目 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里及其同事 细菌培养 在小鼠体内 体外培养基 实验原则 R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照 S 型细菌各成分的作用对照 实验结果 加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌转化 为 S 型细菌 S 型细菌的 DNA 能使 R 型细菌转化为 S 型细菌 实验结论 S 型细菌体内有“转化因子” S 型细菌的 DNA 是遗传物质 巧妙构思 用加热杀死的 S 型细菌注射到小鼠体 内作为对照实验来说

5、明确实发生了转 化 将物质提纯分离后，直接地、单独地观 察某种物质在实验中所起的作用 4 联系 所用材料相冋；体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体 内转化实验的延伸；两实验都遵循对照原则、单一变量原则 题组冲关05 1. 已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎， 无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。 请根据下列实验回答：从有荚膜的肺炎双球菌中提取了 DNA 蛋白质、多糖等物质，分别加 入培养无荚膜细菌的培养基中，并将培养液注射到小鼠体内，其结果不正确的是 （ ） 扎小盘址亡 H-小鼠正能 CbW止常 m小6LJE亡 【解析】 从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中， 只有 DNA 才

6、能使无荚膜的肺炎双 球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。 A B、C 都正确。D 中有 DNA 但用 DNA 酶 处理 DNA 分子，就会使 DNA 分子水解，不会使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球 菌，小鼠应正常。 【答案】 D 2下列关于肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错误的是 （ ） A. 需对 S 型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定 B. R 型细菌转化为 S 型细菌后，其性状是可以遗传的 C. S 型细菌的 DNA 使部分 R 型细菌转化为 S 型细菌 D. 该实验的思路是将 DNA 和蛋白质分开，单独观察 DNA 的作用 【解析】 肺炎双球菌体外转化实验的设计思路是将

7、DNA 蛋白质及多糖等物质分开, 单独观察它们的作用。 【答案】 D 自主认知 1. T2噬菌体的结构与代谢 结构: （2）代谢与增殖判断 T2噬菌体只寄生在大肠杆菌体内。（V） 在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的成分。 （V） 噬菌体侵染细菌的实验 6 当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。 （V） 2. 实验过程7 大肠杆菌十含1乌的坍养基亠含徑的大瞒杆菌 犬肠杆菌+含呼的培养菇含竺 的大肠杆馆 T.苗怵+含塚的大肠杆苗 f 含兰的匚馳歯林 丁曲菌悴+阳平的大肠杆菌一筲喧的丁测茵体 MS It后离右 含】购噬菌体十细菌 - 上清潘放射 性鱼沉淀物

8、敘肘性很世_ 含円的祥菌体+细繭 氏拌启离心上淸殺啟射 性趣.況龍物放射性狼鱼 3 实验结果及结论 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 32P 标记 DNA 一 一 DNA 是遗传 35S 标记蛋白质 一 一 物质 核心突破 合作探讨 探讨1:为什么不能直接用含 35S 和32P 的普通培养基来培养 T2噬菌体？ 提示：因为噬菌体营寄生生活， 只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌， 再用 细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。 探讨2：能否用14C 和180 标记噬菌体？能否用32P 和35S 同时标记噬菌体？ 提示：不能，因为 DNA 和蛋白质都含 C 和 Q 不能用

9、32P 和35S 同时标记噬菌体。 探讨3：噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中含有的物质主要是什么？ 提示：被侵染的大肠杆菌。 思维升华 1上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因 保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中， 使上清液出现放射性。 保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代， 经离心后分布于上清液， 也会 使上清液出现放射性。 (2)用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因 由于搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌 离心到

10、沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 2同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析 用哪种标记元素。若用 32P 和35S,则分别标记了 DNA 和蛋白质，若用 C H 0 等， 则同时标记了 DNA 和蛋白质。 8 (2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表: DNA 蛋白质 DNA 和蛋白质 噬菌体 32P 35S T5T-. C、H、 O N 细菌 3IP 32S 12 亠 2. 1b 亠 14 _ . C、H、 O N 子代噬 32P(少数)、 32S C、H、O N 的两 菌体 31 P（全部） 种冋位素都有 题组冲关 1 .某研究人员模拟赫尔希和

11、蔡斯的 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验： 用32P 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌； 用未标记的噬菌体侵染 35S 标记的大肠杆菌； 用3H 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。 一段时间后进行离心，检测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 标记的是噬菌体的 DNA 用32P 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时， 只有 DNA 进入大肠杆菌，并随着大肠杆菌离心到沉淀物中， 故放射性存在的主要部位是沉淀 35 物；用未标记的

12、噬菌体侵染 S 标记的大肠杆菌时，噬菌体的 DNA 和大肠杆菌均离心到沉 淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物； 3H 标记的是噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳，蛋 白质外壳离心到上清液中， 而噬菌体的 DNA 和大肠杆菌离心到沉淀物中， 故放射性存在的主 要部位是沉淀物和上清液。 【答案】 B 2科学家用含有15N 的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养 T2噬菌体，待大肠 杆菌解体后，15N( ) 【导学号：10090080】 A. 不出现在 T2噬菌体中 B. 仅出现在 T2噬菌体的 DNA 中 C. 出现在 T2噬菌体的外壳和 DNA 中 D. 仅出现在 T2噬菌体的外壳中 【解析】

13、 DNA 和蛋白质中都含有 N 元素。噬菌体侵染被15N 标记的大肠杆菌，合成自 身 DNA 和蛋白质的原料都来源于大肠杆菌，因此子代噬菌体的 DNA 和蛋白质都含有15N。 【答案】 C EOT DNA 是主要的遗传物质 9 O自主认知0 1. RNA 是遗传物质的实验证据 (1)烟草花叶病毒的组成： (2)侵染实验: 结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA 2. DNA 是主要的遗传物质判断 (1) 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验可证明 DNA 是主要的遗传物质。(X) (2) DNA 是主要遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是 DNA (V) 生物的遗传物质是 DNA 或 R

14、NA ( V) -o核酸突破o - 合作探讨 探讨1：病毒的遗传物质是否都是 RNA? 提示：不一定，如噬菌体的遗传物质是 DNA 探讨2：细胞核中的遗传物质是 DNA 那么细胞质中的遗传物质是 DNA 还是 RNA? 提示：细胞质中的遗传物质是 DNA 思维升华 1. 不同生物的遗传物质 生物 类型 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒 实例 真菌、原生生 物、所有动植物 细菌、蓝藻、放 线菌等 噬菌体、乙肝病 毒、天花病毒等 HIV、 SARS病毒、 烟草花叶病毒 等 核酸种类 DNA 和 RNA DNA 和 RNA DNA RNA 遗传物质 DNA DNA DNA

15、 RNA 结果：绝大多数生物的遗传物质是 DNA 只有少部分病毒的遗传物质是 RNA 结论：DNA 是主要的遗传物质 2. 生物的遗传物质总结： 生物的遗传物质是 DNA 或 RNA 即生物的遗传物质是核酸。 10 既含有 DNA 又含有 RNA 的生物和只含有 DNA 的生物，其遗传物质是 DNA 只含 RNA 的病毒中，RNA 才作为遗传物质。 由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA 所以说 DNA 是主要的遗传物质。 -O题组冲关o - 1.科学家从烟草花叶病毒 （TMV）中分离出 a、b 两个不同品系，它们感染植物产生的病 斑形态不同。下列 4 组实验（见下表）中，不可能出现的结果是（

16、） 实验 编号 实验过程 实验结果 病斑 类型 病斑中分离出的病 毒类型 A a 型 TMV感染植物 a 型 a 型 B b 型 TMV感染植物 b 型 b 型 C 组合病毒（a 型 TMV 的蛋白质+ b 型 TMV 的 RNA 戸感 染植物 b 型 a 型 D 组合病毒（b 型 TMV 的蛋白质+ a 型 TMV 的 RNA 戸感 染植物 a 型 a 型 【解析】 烟 草 花 叶 病 毒 是 R N A 病 毒 ， 遗 传 特 性 是 由R N A 决 定 的 ， 实 验 C 组 合 病 毒 的 遗 传物质是 b 型 TMV 的 RNA 所以分离出的病毒类型应该是 b 型。 【答案】 C

17、2下列有关遗传物质的叙述错误的是 （ ） A. 正常情况下，同一生物的不同组织， DNA 结构一定相同，数量也一定相同 B. 正常情况下，同一生物的不同组织， DNA 结构一定相同，数量可能不同 C. 细胞生物的遗传物质都是 DNA D. 任何生物个体的遗传物质都只有一种 【解析】 由于生物的不同组织分化程度不同， 高度分化的组织不分裂，DNA 含量稳定， 分化程度较低的组织由于细胞不断分裂，其 DNA 含量（或数量）经常发生变化，故选项 A 错、 选项 B 正确；有细胞结构的生物既含 DNA 也含 RNA 但只有 DNA 是遗传物质，选项 C 正确; 无细胞结构的病毒，只含一种核酸，含哪种核

18、酸，哪种核酸就是遗传物质，选项 D 正确。 【答案】 A 1.肺炎双球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是 （ ） A. R 型细菌和 S 型细菌 11 B. R 型细菌和 R 型细菌 C. S 型细菌和 S 型细菌 D. S 型细菌和 R 型细菌 【解析】 格里菲思转化实验证明了 S 型细菌中存在某种“转化因子”， 能将 R 型细菌 转化为 S 型细菌，由此判断 A 项正确。 【答案】 A 2. 在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有 R型细菌的1、 2、3、4 四支试管中，依次加 入从 S 型活细菌中提取的 DNA DNA 和 DNA 酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现

19、试 管内出现 S 型活细菌的是（ ） A. 3 和 4 B. 1、3 和 4 C. 2、3 和 4 D. 1 【解析】 3、4 两支试管内的 R 型细菌因为没有 S 型细菌的 DNA 所以都不会发生转化。 2 号试管虽然有 DNA 但被 DNA 酶分解，所以也不会发生转化。1 号试管内有 S 型细菌的 DNA 所以会使 R 型细菌转化成 S 型活细菌。 【答案】 D 3在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了关于噬菌体侵染细菌实验，下列叙述 正确的是（ ） A. 此实验证明了 DNA 是主要的遗传物质 B. 用含有充足有机物的完全培养基培养 T2噬菌体 c.用同位素32P 标记的一组实验中，放射性主要分布在试管的上清液中 D. 细菌裂解释放的噬菌体中，可检测到 32P 标记的 DNA但检测不到35S 标记的蛋白质 【解析】 赫尔希和蔡斯做 T2噬菌体侵染细菌的实验时，分别用32P 标记 DNA 的 T2噬菌 体和用35S 标记蛋白质的 T2噬菌体进行侵染实验，该实验证明了 DNA 是遗传物质。 【答案】 D