2017-2018學(xué)年高中生物 第3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
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1、 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1.S型肺炎雙球菌有莢膜,有毒;R型肺炎雙球菌無莢膜,無毒。 2.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。 3.T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成,S存在于蛋白質(zhì)中,P幾乎全部存在于DNA中。 4.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)。 5.煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 6.由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,因此說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1.對遺傳物質(zhì)的早期推測 2.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 (1)肺炎
2、雙球菌: 種類 項目 S型細(xì)菌 R型細(xì)菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌體 有無毒性 有 無 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗——格里菲思的實驗: ①實驗過程及現(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: ①實驗結(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)。 1.格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中,R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后,從死亡小鼠中是否只分離出S型活細(xì)菌? 提示:不是,分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌,且R
3、型活細(xì)菌數(shù)量多。 2.請分析格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和艾弗里轉(zhuǎn)化實驗的關(guān)系。 提示:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗包括格里菲思和艾弗里的實驗,其中格里菲思的實驗證明了S型細(xì)菌體內(nèi)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。艾弗里的實驗則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。 [跟隨名師·解疑難] 1.肺炎雙球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較 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 培養(yǎng)細(xì)菌 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)菌各成分的作用進(jìn)行對照 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
4、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 ①所用材料相同 ②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 ③兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則 2.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照 相互對照時每組均既是實驗組又是對照組,每個實驗組除要探究的因素各不相同外,其他條件均相同,最終結(jié)論必須由幾組實驗結(jié)果對比得出。 [特別提醒] 肺炎雙
5、球菌轉(zhuǎn)化的實質(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,但不要認(rèn)為DNA也變性失活,DNA在加熱過程中,雙螺旋解開,氫鍵被打開,但緩慢冷卻時,其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。 ②轉(zhuǎn)化的實質(zhì)并不是基因發(fā)生突變,而是S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中,即實現(xiàn)了基因重組。 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、受體菌的狀態(tài)等因素影響。 噬菌體侵染細(xì)菌的實驗 [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu)與代謝 (1) 2.實驗過程 3.實驗結(jié)果及結(jié)論 親代噬菌
6、體 寄主細(xì)胞內(nèi) 子代噬菌體 實驗結(jié)論 32P標(biāo)記DNA 有 有 DNA 是遺傳物質(zhì) 35S標(biāo)記蛋白質(zhì) 無 無 1.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,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。 2.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。 3.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,理論上講,含35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)均不能進(jìn)入大腸桿菌內(nèi),離心后全存在于上清液;實
7、際上,沉淀物中也有少量放射性。請分析原因。 提示:由于攪拌不充分,有少量35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(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。 [跟隨名師·解疑難] 1.噬菌體侵染細(xì)菌的過程 (1)噬菌體注入細(xì)菌的物質(zhì)是DNA,它是病毒蛋白質(zhì)合成的模板。 (2)在合成蛋白質(zhì)時所用的氨基酸等原料均來自于細(xì)菌,包括病毒的DNA復(fù)制時所需的原料也來自細(xì)菌。 2. 實驗結(jié)果中放射性物質(zhì)分析 標(biāo)記方法 用含32P的噬菌體侵染大腸桿菌 用含35S的噬菌體侵染大腸桿菌 理論 分析 結(jié)果 上清液中放射性為零 沉淀物中放射性為零 分析 含32P標(biāo)記
8、的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi) 含35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入大腸桿菌 實際 分析 結(jié)果 上清液有少量放射性 沉淀物有少量放射性 原因 分析 ①保溫時間過短,部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌內(nèi) ②保溫時間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代噬菌體 由于攪拌不充分,有少量含35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面 3.噬菌體侵染細(xì)菌實驗的結(jié)論 (1)直接證明:DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 (2)間接證明:①DNA能自我復(fù)制;②DNA能控制蛋白質(zhì)的合成;③DNA在前后代之間保持連續(xù)性。 DNA是主要的遺傳物質(zhì) [自讀教材·夯基礎(chǔ)] 1.RNA是遺傳物質(zhì)的
9、實驗證據(jù) (1) (2)侵染實驗: (3)結(jié)論:煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 2.DNA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)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(√) (3)生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。(√) 1.病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA?細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是什么? 提示:不一定,如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA。 2.如何確定某種病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA? 提示: [跟隨名師·解疑難] 1.不同生物的遺傳物質(zhì)
10、 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 核酸 種類 DNA和 RNA DNA和 RNA DNA RNA 遺傳 物質(zhì) DNA DNA DNA RNA 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.對DNA是主要的遺傳物質(zhì)的理解 就整個生物界而言,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。 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗分析 [例1] 艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎雙球
11、菌進(jìn)行實驗,結(jié)果如下表。從表中信息可知( ) 實驗組號 接種菌型 加入S型菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況 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說明 S 型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性 C.③和④說明 S 型細(xì)菌的 DNA 是轉(zhuǎn)化因子 D.①~④說明 DNA 是主要的遺傳物質(zhì) [思路點撥] [解析] 由①②③組相比較可知DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子,再通過④組可進(jìn)一步證明DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子,蛋白質(zhì)、
12、多糖以及DNA水解產(chǎn)物都不是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子,A錯誤、C正確;從表中不能得出B項的結(jié)論;表中信息不能說明DNA是S型細(xì)菌的主要遺傳物質(zhì),D錯誤。 [答案] C 1.格里菲思在小鼠身上進(jìn)行了著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,關(guān)于此實驗的結(jié)論錯誤的是( ) A.說明了R型活細(xì)菌是無毒性的 B.說明了R型活細(xì)菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌 C.說明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA D.說明了加熱殺死的S型細(xì)菌是無毒性的 解析:選C 格里菲思的實驗證明并推論已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中,必然含有某種促成無毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌的“轉(zhuǎn)化因子”,并沒有證明遺傳物質(zhì)就是DNA
13、;艾弗里的實驗證明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA。 噬菌體侵染細(xì)菌實驗 [例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( ) 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 [思路點撥] [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。 [答案] C 規(guī)律方法 解答此類問題的方法 (1) (2)確定
14、標(biāo)記元素: 2.某科學(xué)家做“噬菌體侵染細(xì)菌”實驗時,分別用同位素標(biāo)記,如表所示: 噬菌體成分 細(xì)菌成分 核苷酸 32P 31P 氨基酸 32S 35S 此實驗所得的結(jié)果是,子代噬菌體和親代噬菌體的外形及侵染細(xì)菌的特性均相同,而子代噬菌體的DNA分子與蛋白質(zhì)分子應(yīng)含有的標(biāo)記元素是( ) A.31P、32P,32S B.31P、32P,35S C.31P、32P,32S、35S D.32P,32S、35S 解析:選B 觀察題中表格,發(fā)現(xiàn)不僅噬菌體內(nèi)的物質(zhì)被標(biāo)記,細(xì)菌成分也被標(biāo)記。噬菌體只把DNA注入細(xì)菌內(nèi),其蛋白質(zhì)外殼沒有
15、進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)而留在細(xì)菌外,在細(xì)菌內(nèi)以DNA為模板,以細(xì)菌中的化學(xué)成分為原料,合成子代的DNA和蛋白質(zhì)外殼。由此可以判斷,子代噬菌體的DNA分子含有的標(biāo)記元素是31P、32P,蛋白質(zhì)分子含有的標(biāo)記元素是35S。 1.探究某生物的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。 2.同位素標(biāo)記法在實驗中的應(yīng)用。 典例剖析 自從世界上發(fā)現(xiàn)了能感染人類的高致病性禽流感病毒(簡稱禽流感病毒)后,我國就參與了抗擊禽流感的國際性合作,并已經(jīng)研制出預(yù)防禽流感的疫苗。根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題: (1)實驗室中要獲得大量禽流感病毒,不是將病毒直接接種到無細(xì)胞的培養(yǎng)基上,而是以活雞胚為培養(yǎng)基,其原因是__________
16、_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)利用特定的顏色反應(yīng)來鑒定禽流感病毒的化學(xué)組分,原理是: ①RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色; ②__________________________________________________________; ③DNA與二苯胺試劑共熱顯藍(lán)色。 (3)實驗分析出禽流感病毒的物質(zhì)組成為蛋白質(zhì)和RNA,不含DNA,則證明禽流感病毒的遺傳物質(zhì)的最關(guān)
17、鍵的實驗設(shè)計思路是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)請你預(yù)測用禽流感病毒的蛋白質(zhì)和RNA分別感染活雞胚存在的幾種可能性: ①蛋白質(zhì)與RNA都有遺傳效應(yīng),說明:蛋白質(zhì)和RNA都是遺傳物質(zhì)。 ②____________________________________________________________, 說明:__________________________________
18、__________________________ ________________________________________________________________________。 ③______________________________________________________________, 說明:______________________________________________________________ ________________________________________________________________
19、________。 ④____________________________________________________________, 說明:________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] 本題是教材經(jīng)典實驗的延伸,著重考查化學(xué)成分的鑒定原理、證明遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵設(shè)計思路以及探究性實驗的結(jié)果預(yù)測和結(jié)論分析。(1)病毒營寄生生活,只有在活細(xì)胞內(nèi)
20、才能生存。(2)DNA可用二苯胺試劑鑒定,蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑鑒定,分別顯現(xiàn)不同的顏色。(3)證明某生物的遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵思路是設(shè)法把該生物的各種成分分離開來,單獨地、直接地觀察每種成分的作用。(4)進(jìn)行探究性實驗的結(jié)果預(yù)測與結(jié)論分析時要考慮各種可能的情況。 [答案] (1)病毒的繁殖只能在宿主的活細(xì)胞中進(jìn)行 (2)②蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑作用顯紫色 (3)設(shè)法將禽流感病毒的蛋白質(zhì)和RNA分開,單獨地、直接地去觀察它們各自的作用 (4)②RNA有遺傳效應(yīng),而蛋白質(zhì)沒有遺傳效應(yīng) RNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)?、跼NA沒有遺傳效應(yīng),而蛋白質(zhì)有遺傳效應(yīng) RNA不是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)
21、?、躌NA和蛋白質(zhì)都沒有遺傳效應(yīng) RNA和蛋白質(zhì)都不是遺傳物質(zhì) [隨堂基礎(chǔ)鞏固] 1.探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的,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貯存大量的遺傳信息 解析:選C 不同的生物遺傳物質(zhì)不同,而不同生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也不同,蛋白質(zhì)是生物性狀的直接體現(xiàn)者,故推測遺傳物質(zhì)可能是蛋白質(zhì);與蛋白質(zhì)相比DNA更耐高溫,故DNA的熱穩(wěn)定性大于蛋白質(zhì),另外蛋白質(zhì)也
22、不能自我復(fù)制;由于蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序千變?nèi)f化,故推測不同的氨基酸排列順序可能貯存大量的遺傳信息。 2.下列敘述正確的是( ) A.含有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)一定是RNA B.只含有DNA的生物,其遺傳物質(zhì)不一定是DNA C.既含有DNA又含有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA和RNA D.既含有DNA又含有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA,不是RNA 解析:選D 含有DNA的生物,DNA是遺傳物質(zhì);不含有DNA,只含有RNA的生物,RNA是遺傳物質(zhì)。 3.赫爾希和蔡斯通過T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)。該實驗包括4個步驟:①培養(yǎng)噬菌體,②用35S和32P分
23、別標(biāo)記噬菌體,③放射性檢測,④離心分離。實驗步驟的先后順序為( ) A.①②④③ B.④②①③ C.②①④③ D.②①③④ 解析:選C 噬菌體侵染細(xì)菌實驗的步驟為:首先用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體,然后利用大腸桿菌培養(yǎng)被標(biāo)記的噬菌體,離心分離之后,檢測放射性。 4.下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實驗的相關(guān)敘述,正確的是( ) A.格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因突變的結(jié)果 B.格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì) C.赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標(biāo)記的 D.赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) 解析:選D 格里
24、菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因重組的結(jié)果;格里菲思實驗只能說明加熱殺死的S型細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”,而不能說明該“轉(zhuǎn)化因子”是DNA;噬菌體是病毒,在宿主細(xì)胞內(nèi)才能完成DNA復(fù)制等生命活動,不能用32P直接標(biāo)記噬菌體,而應(yīng)先用32P標(biāo)記噬菌體的宿主細(xì)胞,再用被標(biāo)記的宿主細(xì)胞培養(yǎng)噬菌體;赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。 5.赫爾希和蔡斯為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時,進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA,而不是它的蛋白質(zhì)外殼,用兩種不同的放射性同位素分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和噬菌體的DNA。然后再讓這兩種不同標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌,從而對此作出實驗論證。據(jù)分析,
25、噬菌體的蛋白質(zhì)外殼含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多種氨基酸?,F(xiàn)請你完成以下關(guān)鍵性的實驗設(shè)計: (1)實驗室已制備好分別含3H、14C、15N、18O、32P、35S 等6種放射性同位素的微生物培養(yǎng)基。你將選擇哪兩種培養(yǎng)基分別用于噬菌體蛋白質(zhì)外殼和噬菌體DNA的標(biāo)記?________________________________________________________________________。 (2)你用這兩種培養(yǎng)基怎樣去實現(xiàn)對噬菌體的標(biāo)記?請簡要說明實驗的設(shè)計方法和這樣設(shè)計的理由:________________________________________________
26、________________。 (3)為什么不同時標(biāo)記同一個噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA?________________________________________________________________________。 (4)用上述32P和35S標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,子代噬菌體的DNA分子中含有____(填“31P”“32P”或“31P和32P”),原因是________________________________________________________________________; 子代噬菌體的蛋白質(zhì)中含有_____________
27、_(填“32S”“35S”或“32S和35S”),原因是________________________________________________________________________。 此實驗結(jié)果證明了__________________________。 解析:命題旨在使同學(xué)們理解噬菌體侵染細(xì)菌實驗中,用32P和35S標(biāo)記的目的是為了將DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨觀察它們各自的作用。 答案:(1)用32P標(biāo)記噬菌體DNA,用35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)外殼 (2)先將細(xì)菌分別培養(yǎng)在含32P或35S的培養(yǎng)基上,然后用噬菌體去侵染分別被32P或35S標(biāo)記的細(xì)菌。理由:因噬菌體營寄生
28、生活 (3)檢測放射性的儀器不能區(qū)分放射性是由什么物質(zhì)產(chǎn)生的,因此只能分開標(biāo)記 (4)31P和32P 噬菌體的DNA(32P)進(jìn)入細(xì)菌后,利用細(xì)菌中未標(biāo)記的含31P的核苷酸為原料合成自身DNA 32S 噬菌體的蛋白質(zhì)外殼(35S)未進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi),而是以細(xì)菌內(nèi)的含32S的氨基酸為原料合成自身蛋白質(zhì) DNA是遺傳物質(zhì) [課時跟蹤檢測] (滿分50分 時間25分鐘) 一、選擇題(每小題4分,共24分) 1.艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗,都能證明DNA是遺傳物質(zhì),對這兩個實驗的研究方法可能有:①設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),②放射性同位素標(biāo)記法。下列
29、有關(guān)敘述正確的是( ) A.兩者都運用了①和② B.前者運用了①,后者運用了② C.前者只運用了②,后者運用了①和② D.前者只運用了①,后者運用了①和② 解析:選D 這兩個實驗的設(shè)計思路相同,都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),但噬菌體侵染細(xì)菌實驗中還運用了同位素標(biāo)記法。 2.噬菌體侵染細(xì)菌的過程中,能證明DNA分子是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵步驟是( ) ①噬菌體將自己的DNA注入細(xì)菌體內(nèi) ②噬菌體的DNA利用細(xì)菌體內(nèi)的成分復(fù)制出DNA和蛋白質(zhì)外殼 ③新合成的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝成子代噬菌體 ④釋放子代噬菌體 A.①② B.③④ C.①④ D
30、.②③ 解析:選C 題中①④是最關(guān)鍵的步驟。因為①注入的僅僅是噬菌體的DNA,而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌的外面;④釋放出與親代大小、形狀等完全一樣的子代噬菌體,這充分說明了噬菌體的各種性狀是通過DNA傳遞給后代的,從而證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 3.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,進(jìn)行了以下4個實驗: ①S型細(xì)菌的DNA+DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠 ②R型細(xì)菌的DNA+DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠 ③R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 ④S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4個實驗中小鼠存活的情況依次
31、是( ) A.存活、存活、存活、存活 B.存活、死亡、死亡、存活 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活 解析:選D ①DNA酶可水解DNA;②加入DNA酶后,可破壞R型細(xì)菌的DNA,但又加入S型細(xì)菌,小鼠死亡。③高溫加熱后R型細(xì)菌死亡;④DNA酶水解S型細(xì)菌的DNA。 4.艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實驗,結(jié)果如下表。從表可知( ) 實驗組號 接種菌型 加入S型菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長 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
32、型 A.①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B.②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C.③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D.①~④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析:選C 表中③④對照,說明DNA是轉(zhuǎn)化因子。 5.某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實驗,進(jìn)行了以下4個實驗: ①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌;②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌;③用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細(xì)菌;④用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌。 以上4個實驗,經(jīng)過一段時間后離心,檢測到放射性的主要部位分別是( ) A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B.沉淀
33、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 用噬菌體侵染細(xì)菌一段時間后攪拌、離心,上清液是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,沉淀物是細(xì)菌(其中含有噬菌體的DNA)。用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌,上清液是沒有放射性的,放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中。用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌,放射性主要出現(xiàn)在DNA即沉淀物中。用3H標(biāo)記細(xì)菌,放射性主要在沉淀物中。而用15N標(biāo)記的噬菌體,含有放射性的物質(zhì)是蛋白質(zhì)和DNA,即放射性位于上清液和沉淀物中。 6.下圖是某種高等植物的病原體的遺傳過程實驗,實驗表明這種病原體
34、( ) A.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過RNA遺傳 B.可單獨生存,通過蛋白質(zhì)遺傳 C.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過蛋白質(zhì)遺傳 D.可單獨生存,通過RNA遺傳 解析:選A 分析題圖可知這種病原體由RNA和蛋白質(zhì)組成,應(yīng)為RNA病毒,其只有寄生在活細(xì)胞內(nèi)利用細(xì)胞內(nèi)的營養(yǎng)及環(huán)境條件才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象;由圖解可知,該生物的RNA能將親代病毒的特征遺傳給后代,而蛋白質(zhì)不能,所以RNA是這種病原體的遺傳物質(zhì)。 二、非選擇題(共26分) 7.(12分)1952年,赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法,完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。 (1)下圖中錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)_________________
35、_的。 (2)如果讓放射性同位素主要分布在圖中離心管的上清液中,則獲得該實驗中的噬菌體的培養(yǎng)方法是( ) A.用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 B.用含32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 C.用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體 D.用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體 (3)用被32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,離心后,發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質(zhì)存在,這些放射性物質(zhì)的來源可能是________________________________________________________________________。 解析:(1)若要
36、標(biāo)記噬菌體,必須先標(biāo)記大腸桿菌,再用噬菌體去侵染大腸桿菌,因為噬菌體只能寄生在活細(xì)胞中,不能用培養(yǎng)液直接培養(yǎng)。 (2)若在上清液中放射性較高,說明用35S標(biāo)記的是蛋白質(zhì)外殼;若在沉淀物中放射性較高,則說明用32P標(biāo)記的是DNA。 (3)用32P標(biāo)記噬菌體后,沉淀物中放射性較高。若上清液中也有少量放射性物質(zhì),可能的原因是:沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出了子代噬菌體。 答案:(1)大腸桿菌 (2)C (3)沒有侵入大腸桿菌的噬菌體或侵入大腸桿菌的噬菌體經(jīng)增殖后釋放出的子代噬菌體 8.(14分)下面為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分圖解,請據(jù)圖回答: (1)該
37、實驗是艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌____________(填“體外”或“體內(nèi)”)轉(zhuǎn)化實驗的部分圖解。 (2)該實驗是在格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其目的是證明“____________”的化學(xué)成分。 (3)在對R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)之前,必須首先進(jìn)行的工作是________________________________________________________________________。 (4)依據(jù)上圖所示實驗,可以作出____________的假設(shè)。 (5)為驗證上面的假設(shè),他們又設(shè)計了下面的實驗: 實驗中加入DNA酶的目的是_____________
38、_,他們觀察到的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (6)通過上面兩步實驗,仍然________(填“能”或“不能”)說明蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì),為此他們又設(shè)計了下面的實驗: 他們觀察到的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 解析:(1)題圖中在R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的DNA,這是艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗
39、的部分圖解。(2)該實驗是在格里菲思實驗的基礎(chǔ)上為進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”的化學(xué)成分而設(shè)計的。(3)該實驗是將S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分別加入到R型細(xì)菌培養(yǎng)基中。(4)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,可以證明DNA是遺傳物質(zhì)。(5)為了驗證所作假設(shè),可將能夠水解DNA的DNA酶與S型細(xì)菌的DNA混合后加入到培養(yǎng)基中,結(jié)果培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌。(6)要進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì),還需將蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分別加入培養(yǎng)基中,若觀察到培養(yǎng)基上只生長R型細(xì)菌,則可證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)。 答案:(1)體外 (2)轉(zhuǎn)化因子 (3)分離并提純S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì) (4)DNA是遺傳物質(zhì) (5)分解從S型細(xì)菌中提取到的DNA 培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌 (6)不能 培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌 - 16 -
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