高中生物第六单元 遗传的物质基础学案-DNA是主要的遗传物质

DNA是主要的遗传物质

【课标要求】

亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上

【核心素养】

L认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征(生命观念)

2.总结细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程(科学思维)

3.分析人类对遗传物质探究的实验设计思路(科学探究)

【必备知识梳理】

考点一肺炎链球菌转化实验

1.肺炎链球菌类型

特点

菌落荚膜毒性

类型

S型—有

R型粗糙—无

2.格里菲思的体内转化实验

不死亡

过

程

与

现

象

(1)实验①②对比，说明一

(2)实验②③对比，说明—

(3)实验②③④对比，说明一

(4)结论：_______________

3.艾弗里的体外转化实验

(1)实验①②分别说明O

(2)实验③④说明_______________________________________________

［重难突破］

肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较

项目体内转化实验体外转化实验

培养

小鼠体内培养培养基体外培养

细菌

实验

R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照

原则

实验已经被加热杀死的S型细菌能使R型S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S

结果细菌转化为S型细菌型细菌

实验已经被加热杀死的S型细菌体内含有DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质

结论某种“转化因子”等其他物质不是遗传物质

①所用材料相同，都是R型和S型肺炎链球菌；

②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因

联系

子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；

③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则

［素养提升］

请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料，

设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期

实验结果及结论。

考点二噬菌体侵染细菌实验

1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等

(1)T2噬菌体的结构

蛋白质外壳：含特征元素

DNA：含特征元索

(2)T2噬菌体的复制式增殖

增殖需要的条件内容

模板T2噬菌体的DNA

合成T2噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的_________________

原料—

合成T2噬菌体蛋白质

场所—

2.实验方法：放射性同位素标记法。

3.实验过程和结果

组别现象分析原因

35s标记T2上清液放射蛋白质外壳__________(填“进入”或“没有进入”)大

噬菌体f性高肠杆菌，离心后存在于_________中

细菌沉淀物放射搅拌不充分，有少量含35s的T2噬菌体蛋白质外壳

性低__________，随细菌离心到____中

沉淀物放射DNA_____（填“进入”或“没有进入”）大肠杆菌，离

32P标记T2性高心后存在于_____中

噬菌体f⑴保温时间过短，有一部分T2噬菌体

上清液放射

细菌________________；⑵保温时间过长，T2噬菌体

性低

［重难突破］

噬菌体侵染细菌实验和肺炎链球菌体外转化实验的比较

比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎链球菌体外转化实验

设计思路设法将DNA和其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能

放射性同位素标记法：分别

直接分离法：分离S型细菌的多种组

处理方法标记DNA和蛋白质的特殊

成物质，分别与R型细菌混合培养

元素

检测结果的

检测放射性位置观察菌落类型

方式

DNA是遗传物质，蛋白质等物质不是

结论DNA是遗传物质

遗传物质

［素养提升］

1.结合教材两大经典实验，尝试总结作为遗传物质具备的条件有哪些。

2.根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对

人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培

养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出（1）实验思路，（2）预

期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）

考点三烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质

1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验

（1）实验过程及现象

分

烟草别

花叶感

染

病毒烟

草

验结论

(2)实

质。

传物

的遗

病毒

花叶

烟草

不是

，

物质

遗传

毒的

叶病

草花

是烟

索结论

2.探

生

少部分

,只有

DNA

质是

传物

的遗

生物

______

明____

实验证

，因为

物质

遗传

要的

是主

A。

是RN

物质

遗传

物的

］

突破

［重难

和方法

的思路

质”

传物

“遗

探索

究思路

(1)探

。

作用

察其

独观

，单

分开

物质

将该

设法

质——

传物

是遗

物质

哪种

探究

①若

性。

专一

酶的

利用

NA——

是R

A还

DN

质是

传物

的遗

病毒

未知

探究

②若

方法

(2)4种

］

提升

［素养

物质

遗传

物的

同生

纳不

1.归

物

真核生

物

原核生

病毒

型

生物类

酸种类

体内核

RNA

A和

DN

—

—

_____种

_____种

_____种

基种类

体内碱

_____种

____种

_____种

种类

甘酸

体内核

遗传物质———

实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人

2.将甲细菌提取物（含A、B、C、D四种有机物的混合物）和活的乙细菌混合培养一段时间

后，从培养基中分离出了活的甲细菌。在无法对上述四种物质进行分离和提纯的前提下，为

确定A〜D中是哪种物质能使乙细菌转化为甲细菌，请根据题意设计相关实验。要求写出实

验设计思路、预期结果及结论。

考能检测

1.格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是（）

实验1：R型细菌+小鼠一存活

实验2：S型细菌+小鼠一死亡

实验3：S型细菌+加热+小鼠f存活

实验4：S型细菌+加热+R型细菌+小鼠死亡

A.实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组

B.能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌

C.该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质

D.对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性

2.为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，进行了如图所示的

转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（）

A.本实验通过酶解去除单一成分进行研究

B.甲、乙组培养基中只有S型菌落出现

C.蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性

D.本实验结果表明DNA使R型菌发生转化

3.某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、加热杀

死的S型菌和R型活菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜

无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是

甲乙丙丁

A.若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA,得到的菌落类型与丁不同

B.甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置

C.丁组的实验结果说明了使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA

D.该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等

4.肺炎链球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内使这种R型菌转化为能

合成荚膜多糖的S型菌，下列叙述正确的是（）

A.R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了染色体变异

B.进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶的结合位点

C.R型菌转化成S型菌前后的DNA中，喋吟所占比例发生了改变

D.该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

5.如图是用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程，A代表噬菌体侵染细菌、B代表噬菌体

空壳、C代表大肠杆菌。下列有关叙述正确的是（）

A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，培养液中需含32P的无机盐

B.若要证明DNA是遗传物质，还需设计一组用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验作

对照

C.保温时间延长会提高噬菌体侵染细菌的成功率，使上清液中放射性的比例下降

D.噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，大肠杆菌为噬菌体繁殖提供了所有条件

6.图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的两个实验，不正确的是（）

图1

图2

A.甲处的T2噬菌体一定含有放射性

B.乙处的T2噬菌体不一定含放射性

C.两个实验结合起来能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质

D.如果培养2代以上，乙处含放射性的T2噬菌体并不增多

7.噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入噬菌体的基因中，使外源蛋白和噬菌体蛋白

融合表达，融合蛋白质随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面的一项技术，具体过程

如图所示。下列相关叙述正确的是（）

A.可用动物细胞代替大肠杆菌培养噬菌体

B.外源基因表达所需要的模板和原料来自宿主细胞

C.子代噬菌体表面融合蛋白具有特定的生物功能

D.若用35s标记噬菌体外壳，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35s

8.T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型，甲、乙、丙独立感染大肠杆菌时均无法增

殖。不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时，两种噬菌体在大肠杆菌细胞内产生

的蛋白质可以共用；两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质交叉互换的

过程（如图）。实验发现，甲与乙同时感染大肠杆菌产生了子代噬菌体；甲与丙同时感染大肠

杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体，但偶尔也会产生子代噬菌体。基于上述事实作出的

推断不合理的是（）

A.甲、乙突变体是由不同基因突变形成的

B.甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷

C.甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来

D.甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换

9.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（）

实验实验结果

实验过程

编号病斑类型病斑中分离出的病毒类型

①a型TMV感染植物a型a型

②b型TMV感染植物b型b型

组合病毒（a型TMV的蛋白质+

③b型a型

b型TMV的RNA）-感染植物

组合病毒（b型TMV的蛋白质十

④a型a型

a型TMV的RNA）-感染植物

A.实验①B.实验②

C.实验③D.实验④

10.人们对遗传物质本质的探索经历了漫长曲折的过程，下列有关叙述正确的是（）

A.孟德尔使用豌豆进行实验，证明了遗传因子是某种物质，即基因

B.摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说一演绎法证明了基因在染色体上

C.肺炎链球菌转化实验中，加热处理后的蛋白质和DNA均发生不可逆变性

D.烟草花叶病毒感染烟草实验证明了病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质

参考答案

考点一肺炎链球菌转化实验

1.肺炎链球菌类型

特点

类型^菌落荚膜毒性

S型光滑有直

R型粗糙无无

2.格里菲思的体内转化实验

(1)实验①②对比，说明R型细菌无毒性、S型细菌有毒性。

(2)实验②③对比，说明被加热杀死的S型细菌无毒性。

(3)实验②③④对比，说明R型细菌转化为S型细菌。

(4)结论：已经加热杀死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。

3.艾弗里的体外转化实验

(1)实验①②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。

(2)实验③④说明DNA有转化作用,DNA的水解产物没有转化作用。

［重难突破］

肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较

项目体内转化实验体外转化实验

培养小鼠体内培养培养基体外培养

细菌

实验

R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照

原则

实验已经被加热杀死的S型细菌能使R型S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S

结果细菌转化为S型细菌型细菌

实验已经被加热杀死的S型细菌体内含有DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质

结论某种“转化因子”等其他物质不是遗传物质

①所用材料相同，都是R型和S型肺炎链球菌；

②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因

联系

子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；

③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则

［素养提升］

请在格里菲思实验的基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料，

设计一个实验方案证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。简要写出实验思路并预期

实验结果及结论。

提示：实验思路：(1)将加热杀死的S型细菌体内物质分离，分别得到蛋白质和DNA。(2)将

分离得到的S型细菌蛋白质和DNA分别与R型细菌混合一段时间后，再分别注射入甲、乙

两组小鼠体内，观察两组小鼠的存活情况。实验结果及结论：甲组小鼠不死亡，乙组小鼠死

亡，并在乙组小鼠体内发现活的S型细菌，则证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

考点二噬菌体侵染细菌实验

1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等

(1)T2噬菌体的结构

(2)T2噬菌体的复制式增殖

增殖需要的条件内容

模板T2噬菌体的DNA

合成T2噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核昔酸

原料大肠杆菌的氨基酸

合成T2噬菌体蛋白质

场所大肠杆菌的核糖体

2.实验方法：放射性同位素标记法。

3.实验过程和结果

0

0

已标记T?噬菌体侵染未标记大肠杆菌