(新課改地區(qū))2018-2019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) 學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)引 核心素養(yǎng)對(duì)接 關(guān)鍵術(shù)語 1.闡明人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 2.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 1.生命觀念——認(rèn)同遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能觀; 2.科學(xué)思維——運(yùn)用歸納與概括的方法,認(rèn)同DNA是主要的遺傳物質(zhì); 3.科學(xué)探究——分析肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)方法。 遺傳物質(zhì) 轉(zhuǎn)化 |預(yù)知概念| 一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)兩種類型的肺炎雙球菌:S型細(xì)菌的菌落表面光滑,可使人患肺炎或小鼠患敗血病。 (2)實(shí)驗(yàn)過程: 第一組:給小鼠注射R型活菌,結(jié)果是小
2、鼠不死亡。 第二組:給小鼠注射S型活菌,結(jié)果是小鼠死亡,且從小鼠體內(nèi)分離出S型活菌。 第三組:注射加熱殺死后的S型活菌,結(jié)果是小鼠不死亡。 第四組:將R型活菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射,結(jié)果是小鼠死亡,且從小鼠體內(nèi)分離出S型活菌。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:S型細(xì)菌含有促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。 2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) R型菌+S型菌的DNA→出現(xiàn)R型菌和S型菌。 R型菌+S型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖→只長(zhǎng)R型菌。 R型菌+S型菌的DNA+DNA酶→只長(zhǎng)R型菌。 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1.噬菌體的結(jié)構(gòu)和成分 2.該實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)分組,請(qǐng)完善下圖兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程圖
3、 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論 和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)一樣,都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 三、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 由于大部分生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 |過程評(píng)價(jià)| 1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)( ) 2.高溫處理過的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)( ?。? 3.35S和32P分別標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)( ?。? 4.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組中,放射性都出現(xiàn)在上清液中( ?。? 5.DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA( ?。? 答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ |聯(lián)
4、想·質(zhì)疑| ★作為遺傳物質(zhì),應(yīng)具備的特點(diǎn):1.分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,貯存遺傳信息;2.分子可以自我復(fù)制,傳遞遺傳信息;3.能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,表達(dá)遺傳信息;4.能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。 S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化作用。 ★噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),子代噬菌體放射性的分析要看被放射性標(biāo)記的對(duì)象是噬菌體的DNA,蛋白質(zhì)還是細(xì)菌。 先培養(yǎng)含32P的細(xì)菌,再用這些細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體,獲得32P標(biāo)記的噬菌體。 細(xì)胞中的核酸有幾種?其中遺傳物質(zhì)是哪種?病毒呢? 提示:細(xì)胞中的核酸有DNA和RNA兩種,其中只有DNA是遺傳物質(zhì)。病毒中的核酸只有一種——DNA或RNA,所具有的核酸就是病毒的遺傳物質(zhì)。
5、 科學(xué)探究1 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 根據(jù)教材P43圖3-2回答下列問題: (1)第一組和第二組實(shí)驗(yàn)對(duì)照能得到什么結(jié)論? 提示:R型細(xì)菌無毒性,S型細(xì)菌有毒性。 (2)第二組和第三組實(shí)驗(yàn)對(duì)照能得到什么結(jié)論? 提示:加熱能使S型細(xì)菌失去毒性。 (3)從第四組的死亡小鼠中能分離出兩種細(xì)菌嗎? 提示:從死亡小鼠中分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌。 (4)四組實(shí)驗(yàn)中哪一組發(fā)生了細(xì)菌轉(zhuǎn)化?對(duì)比之后,你能否得出DNA就是轉(zhuǎn)化因子(遺傳物質(zhì))的結(jié)論? 提示:第四組。不能,只能得出“S型細(xì)菌含有能讓R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子”。 2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)
6、根據(jù)教材P44圖3-3思考下列問題: (1)哪一組發(fā)生了R型菌的轉(zhuǎn)化?該培養(yǎng)基中哪種細(xì)菌更多?發(fā)生轉(zhuǎn)化的原因是什么? 提示:第一組,R型菌;R型菌得到了S型菌的遺傳物質(zhì)。 (2)第三組和第一組相對(duì)照,為什么能更有力地說明DNA是遺傳物質(zhì)? 提示:第三組中的DNA酶將DNA水解,與第一組對(duì)照,能說明DNA是遺傳物質(zhì),而DNA的基本單位——脫氧核苷酸不是遺傳物質(zhì)。 (3)請(qǐng)分析格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里轉(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)包括格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn),其中格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子,但并沒有證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)則證明
7、了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。 【探究應(yīng)用】 肺炎雙球菌有許多類型,有莢膜的S型菌有毒性,能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡,無莢膜的R型菌無毒性。下圖為所做的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。相關(guān)說法錯(cuò)誤的是( ) A.丙組為空白對(duì)照,實(shí)驗(yàn)結(jié)果為小鼠不死亡 B.能導(dǎo)致小鼠患敗血癥死亡的有甲、丁兩組 C.戊組實(shí)驗(yàn)表明,加S型菌的蛋白質(zhì)后試管中長(zhǎng)出的還是無毒性的R型菌 D.丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代 解析 含有莢膜的肺炎雙球菌是甲、乙、丁三組,煮沸處理能使有莢膜的肺炎雙球菌失去毒性,所以只有甲、丁兩組能導(dǎo)致小鼠死亡。戊組加S型菌的蛋白質(zhì)后試管中長(zhǎng)出的還是無毒性的R型
8、菌,而丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是由遺傳物質(zhì)的改變引起的,可以遺傳給后代。 答案 D 【一題多變】 (1)將S型細(xì)菌的DNA和DNA酶一同加入試管丁,培養(yǎng)后將所得細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),小鼠是否死亡? 提示:不死亡。 (2)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后,該S型細(xì)菌培養(yǎng)的后代是什么細(xì)菌? 提示:S型細(xì)菌。 1.肺炎雙球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較 項(xiàng)目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)者 格里菲思 艾弗里及其同事 細(xì)菌培養(yǎng) 在小鼠體內(nèi) 體外培養(yǎng)基 實(shí)驗(yàn)原則 R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照 S型細(xì)菌各成分的作用對(duì)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
9、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 實(shí)驗(yàn)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(duì)照實(shí)驗(yàn)來說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化 將物質(zhì)提純分離后,直接地、單獨(dú)地觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中所起的作用 聯(lián)系 ①所用材料相同;②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸;③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則 2.實(shí)驗(yàn)拓展分析 (1)在加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。 (2)轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌的性狀可以遺傳下去,說
10、明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 科學(xué)探究2 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分析 請(qǐng)你根據(jù)教材P45圖3-6回答下列問題: 1.處理方法分析 (1)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分組中,為什么要分別用35S和32P標(biāo)記噬菌體?為什么不能用14C或18O或3H進(jìn)行標(biāo)記? 提示:35S和32P可以分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA,用不同的放射性同位素標(biāo)記噬菌體,可以探究是何種成分侵染大腸桿菌。因?yàn)槭删w的蛋白質(zhì)和DNA中都含有C、H、O,所以不能標(biāo)記這三種元素。 (2)攪拌和離心的目的分別是什么? 提示:攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體外殼,而離心管的沉淀
11、物中留下被感染的大腸桿菌。 2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 (1)兩個(gè)分組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中,對(duì)放射性分布的描述是放射性“有、無”還是“高、低”? 提示:高、低。 (2)如果用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組攪拌不充分,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有怎樣的異?,F(xiàn)象? 提示:沉淀物中的放射性會(huì)升高,上清液中的放射性會(huì)降低。 (3)在32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的一組中,保溫時(shí)間過長(zhǎng)或過短,會(huì)出現(xiàn)怎樣的異?,F(xiàn)象?其原因分別是什么? 提示:保溫時(shí)間過長(zhǎng)或保溫時(shí)間過短,都會(huì)導(dǎo)致上清液放射性升高,沉淀物中放射性降低。保溫時(shí)間過久,侵染大腸桿菌的噬菌體增殖使大腸桿菌細(xì)胞裂解,釋放出的噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中;保溫時(shí)間過
12、短,一些被標(biāo)記的噬菌體未侵染入大腸桿菌,經(jīng)離心后也分布于上清液中。 【探究應(yīng)用】 某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯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( ) A.35S標(biāo)記的是噬菌體的DNA B.沉淀物b中含放射性的高低,與②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 35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,DNA不含有S元素,A錯(cuò)誤;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b中放射性增強(qiáng),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),B、D正確;充分?jǐn)?/p>
13、拌離心后,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),C正確。 答案 A 【一題多變】 (1)如何將噬菌體用35S標(biāo)記? 提示:先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體侵染被標(biāo)記的大腸桿菌,在大腸桿菌中繁殖出的子代噬菌體就被35S所標(biāo)記。 (2)為什么圖中的攪拌不充分或沒有攪拌,會(huì)導(dǎo)致沉淀物中的放射性增強(qiáng)? 提示:攪拌不充分或沒有攪拌,一些附著于大腸桿菌表面上的被35S標(biāo)記的噬菌體隨著大腸桿菌進(jìn)入沉淀物中,從而使沉淀物中的放射性增強(qiáng)。 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程 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
14、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32
15、P的噬菌體DNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi),而含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi) 結(jié)論 DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì) 科學(xué)探究3 DNA是“主要的”遺傳物質(zhì) 1.病毒中有幾種核酸、核苷酸、五碳糖和堿基?病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA? 提示:一種、四種、一種和四種;不一定,如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。 2.細(xì)胞中含有幾種核酸、核苷酸、五碳糖及堿基?細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA,那么細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA? 提示:兩種、八種、兩種和五種;細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNA。 3.為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)? 提示:因?yàn)榇蟛糠稚锏倪z傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
16、 【探究應(yīng)用】 下列關(guān)于核酸和遺傳物質(zhì)的敘述中,正確的是( ) A.原核細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是RNA,真核細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是DNA B.病毒中的遺傳物質(zhì)是RNA,細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是DNA C.由于大部分細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì) D.病毒中所含有的核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì) 解析 無論是哪種細(xì)胞,細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)一定是DNA,A錯(cuò)誤;有的病毒遺傳物質(zhì)是RNA,有的是DNA,B錯(cuò)誤;全部的細(xì)胞中遺傳物質(zhì)都是DNA,因?yàn)榇蟛糠稚锏倪z傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì),C錯(cuò)誤;病毒中的核酸是DNA或RNA,含有哪種核酸,哪種核酸就是遺傳物質(zhì),D正確。 答
17、案 D 【一題多變】 (1)小麥根尖細(xì)胞中的“核酸”和“遺傳物質(zhì)”是否含義相同?為什么? 提示:否,因?yàn)樾←湼饧?xì)胞中有DNA和RNA兩種核酸,但遺傳物質(zhì)僅指DNA。 (2)HIV和噬菌體中的堿基種類有何區(qū)別? 提示:HIV中含尿嘧啶(U)不含胸腺嘧啶(T),而噬菌體中含胸腺嘧啶(T)不含尿嘧啶(U)。 1.不同生物的遺傳物質(zhì) 生物 細(xì)胞生物 非細(xì)胞生物 類型 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 細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌等 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RNA
18、 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.生物的遺傳物質(zhì)總結(jié) (1)生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA,即生物的遺傳物質(zhì)是核酸。 (2)既含有DNA又含有RNA的生物和只含有DNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA。 (3)只含RNA的病毒中,RNA才作為遺傳物質(zhì)。 (4)由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 【運(yùn)用概念】 1.艾弗里細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,為了弄明白什么是遺傳物質(zhì),他設(shè)計(jì)了有關(guān)實(shí)驗(yàn),下
19、列選項(xiàng)所列的實(shí)驗(yàn)過程中,培養(yǎng)基中有光滑菌落產(chǎn)生的是( ) A.S型菌的蛋白質(zhì)+R型菌 B.S型菌的多糖+R型菌 C.S型菌的DNA+R型菌 D.S型菌的多糖+S型菌的蛋白質(zhì)+R型菌 解析 表面光滑的是S型菌落,表面粗糙的是R型菌落。在A、B、D中所利用的蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì),菌落中只有R型菌落,C項(xiàng)中加入了S型菌的DNA,所以可以使R型菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化,出現(xiàn)S型菌落。 答案 C 2.1944年,科學(xué)家從S型活細(xì)菌中提取出DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì),將S型細(xì)菌的DNA加入到培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌;而加入蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的培養(yǎng)基中,R型細(xì)
20、菌不能發(fā)生這種變化。這一現(xiàn)象不能說明的是( ) A.S型細(xì)菌的性狀是由其DNA決定的 B.在轉(zhuǎn)化過程中,S型細(xì)菌的DNA可能進(jìn)入到R型細(xì)菌細(xì)胞中 C.DNA是主要的遺傳物質(zhì) D.DNA是遺傳物質(zhì) 解析 題干所述實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明DNA是遺傳物質(zhì)。DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論的得出是基于絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質(zhì)。 答案 C 3.若用3H標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,則對(duì)于子代噬菌體的敘述,正確的是( ?。? A.外殼可能含有3H B.DNA可能含有3H C.外殼和DNA都可能含有3H D.外殼和DNA都不可能含有3H 解析 用3H標(biāo)記噬菌體標(biāo)記的是噬菌體的DNA和
21、蛋白質(zhì)外殼,噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),DNA注入細(xì)菌,而外殼留在外面;然后利用細(xì)菌的脫氧核苷酸合成DNA,細(xì)菌的氨基酸合成蛋白質(zhì),所以子代噬菌體外殼一定不含有3H,DNA可能含有3H。 答案 B 【科學(xué)思維】 4.艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)都能證明DNA是遺傳物質(zhì),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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。下列有關(guān)敘述正確的是( ?。? A.兩者都運(yùn)用了①和② B.前者運(yùn)用了①,后者運(yùn)用了② C.前者只運(yùn)用了②,后者運(yùn)用了①和② D.前者只運(yùn)用了①,后者運(yùn)用了①和② 解析 艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是設(shè)
22、法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),而赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)也是把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng),并且還運(yùn)用了放射性同位素標(biāo)記法。 答案 D 5.下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法,哪項(xiàng)中的組合全都是錯(cuò)誤的( ?。? ①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA ②原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA ?、奂?xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA?、芗?xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA ?、菁仔虷1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤ 解析 真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA;細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)都是DNA;甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒,遺傳物質(zhì)是RNA。
23、 答案 C 課時(shí)提升訓(xùn)練 (時(shí)間:30分鐘 滿分:50分) 【運(yùn)用概念】 1.下列關(guān)于格里菲思的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的敘述中,錯(cuò)誤的是( ?。? A.證明了DNA是遺傳物質(zhì) B.將S型菌殺死后與R型菌混合注入小鼠體內(nèi)仍然會(huì)出現(xiàn)S型菌 C.加熱殺死S型菌注入小鼠體內(nèi)不會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡 D.注射活的或死亡的R型菌都不會(huì)引起小鼠死亡 解析 格里菲思的實(shí)驗(yàn)只能證明S型菌含有轉(zhuǎn)化因子,但不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。 答案 A 2.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l、2、3、4四支試管中,依次加入從S型活細(xì)菌中提取的DNA、蛋白質(zhì)、多糖、DNA和DNA酶,經(jīng)過培養(yǎng),檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍
24、然有R型細(xì)菌的是( ) A.2和3 B.1、2和3 C.2、3和4 D.1、2、3和4 解析 四支試管中都培養(yǎng)有R型細(xì)菌,加入S型細(xì)菌DNA的1號(hào)試管中有部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,即1號(hào)試管中有R型細(xì)菌和S型細(xì)菌,其余三支試管中都只有R型細(xì)菌。 答案 D 3.人類探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長(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 解析 蛋
25、白質(zhì)不具備熱穩(wěn)定性,也不能復(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,可作為判斷的理由。 答案 C 4.如圖是“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的部分研究過程。能充分說明“DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”的是( ?。? A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④ 解析 實(shí)驗(yàn)①中活的R型細(xì)菌在S型細(xì)菌的DNA作用下,轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,說明S型細(xì)菌的DNA肯定進(jìn)入了R型細(xì)菌中,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)其性狀的控制,證明DNA是遺傳物質(zhì)。為了排除其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可能性,還要設(shè)計(jì)一系列對(duì)照實(shí)驗(yàn),題中的②③④均分別與①構(gòu)成對(duì)照實(shí)驗(yàn),說明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)、多糖莢
26、膜等都不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,即證明了蛋白質(zhì)和多糖莢膜等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 答案 D 5.如圖表示用同位素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)菌的實(shí)驗(yàn)”,侵染后產(chǎn)生的子代噬菌體(10~ 1 000個(gè))與親代噬菌體形態(tài)完全相同,而子代噬菌體的DNA分子和蛋白質(zhì)分子肯定不含有的標(biāo)記元素是( ?。? A.31P B.32P C.32S D.35S 解析 噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的只有DNA,蛋白質(zhì)外殼保留在外面,因此在子代噬菌體中不可能含有32S。 答案 C 6.針對(duì)耐藥菌日益增多的情況,利用噬菌體作為一種新的抗
27、菌治療手段的研究備受關(guān)注,下列有關(guān)噬菌體的敘述,正確的是( ?。? A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成,使該細(xì)菌死亡 D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖,使該細(xì)菌裂解 解析 噬菌體侵入宿主后,利用宿主細(xì)菌的原料(氨基酸和核苷酸),合成噬菌體的蛋白質(zhì)、DNA,A正確;子代噬菌體的DNA是以噬菌體的DNA為模板來復(fù)制的,B錯(cuò)誤;噬菌體消耗細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì),導(dǎo)致細(xì)菌死亡,C錯(cuò)誤;噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),不能以二分裂方式增殖,而是在宿主菌體內(nèi)合成各個(gè)部件后,組裝,釋放,使細(xì)菌裂解,D錯(cuò)誤。 答案 A 7.肺
28、炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)無毒R型細(xì)菌和被加熱殺死的有毒S型細(xì)菌混合后,在小鼠體內(nèi)找到了下列哪些類型的細(xì)菌( ?。? ①有毒R型?、跓o毒R型?、塾卸維型?、軣o毒S型 A.①② B.③④ C.②③ D.②④ 解析 R型菌部分轉(zhuǎn)化為S型菌,R型菌無毒,S型菌有毒。 答案 C 8.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 解析 豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA;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;T2噬菌體的遺
29、傳物質(zhì)是DNA,不含S元素;HIV的遺傳物質(zhì)是RNA,水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。 答案 B 9.如圖表示科研人員驗(yàn)證煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程,由此推斷正確的是( ?。? A.煙草細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是RNA B.煙草細(xì)胞的細(xì)胞膜上有RNA的載體 C.被感染的煙草細(xì)胞中能合成TMV的蛋白質(zhì) D.接種的RNA在煙草細(xì)胞中進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄 解析 從煙草花葉病毒中提取的RNA能使煙草感染病毒,而提取的蛋白質(zhì)卻不能使煙草感染病毒,這說明RNA是遺傳物質(zhì),可在煙草細(xì)胞內(nèi)合成TMV的蛋白質(zhì)。 答案 C 10.在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體
30、的DNA和蛋白質(zhì),在下圖中標(biāo)記元素所在部位依次是( ?。? A.①、④ B.②、④ C.①、⑤ D.③、⑤ 解析 赫爾希和蔡斯用32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA,用35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì),在DNA中只有①磷酸含有P元素,在蛋白質(zhì)中S元素應(yīng)存在于R基上,也就是圖中的④。 答案 A 【科學(xué)思維】 11.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,則小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)菌含量變化情況最可能是下圖哪個(gè)選項(xiàng)( ?。? 解析 將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合后,S型細(xì)菌的DNA分子進(jìn)入部分R型細(xì)菌,并整合到R型細(xì)菌的DNA分子上,并且
31、新形成的S型細(xì)菌不斷增殖,從而使重組的S型細(xì)菌數(shù)量不斷增加,A、B圖符合;另一部分未發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌則通過增殖,產(chǎn)生大量的R型細(xì)菌,B圖符合。 答案 B 12.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(shí)驗(yàn),進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn): 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(gè)實(shí)驗(yàn),經(jīng)過一段時(shí)間后離心,檢測(cè)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.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 C.上清液、上清液、沉
32、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 用噬菌體侵染細(xì)菌一段時(shí)間后離心,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)記的噬菌體浸染未標(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。 答案 D 13.下圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的基本步驟,有關(guān)說法正確的是( ?。? A.①②都要加熱處理 B.③要將所有提取物與R
33、菌共同培養(yǎng) C.④的結(jié)果是只有S或R一種菌落 D.①④的結(jié)果可能會(huì)有S、R兩種菌落 解析?、龠^程是將加熱殺死的S菌和R菌混合培養(yǎng),接種到固體培養(yǎng)基上,經(jīng)④過程后,可以培養(yǎng)出S、R兩種菌落,②過程是分離出S菌的DNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì),經(jīng)③過程分別和R菌混合培養(yǎng),接種到固體培養(yǎng)基,經(jīng)④過程后,可以培養(yǎng)出S、R兩種菌落或R一種菌落。 答案 D 14.(原創(chuàng))如圖是赫爾希和蔡斯研究遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)過程圖,請(qǐng)回答下列問題: (1)標(biāo)記噬菌體的方法是先用含放射性的培養(yǎng)基培養(yǎng) ,然后再用噬菌體侵染被標(biāo)記的細(xì)菌。之所以不能直接用培養(yǎng)基標(biāo)記噬菌體的原因是 。 (
34、2)如果圖中的攪拌過程不充分,則會(huì)出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象是___________________ _____________________________________________________。 (3)本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)另一小組實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照,另一小組實(shí)驗(yàn)如果保溫時(shí)間過長(zhǎng)或過短都會(huì)導(dǎo)致異?,F(xiàn)象發(fā)生,請(qǐng)說明理由: 。 解析?。?)由于噬菌體屬于病毒,無細(xì)胞結(jié)構(gòu),所以不能用含放射性的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)病毒,應(yīng)先標(biāo)記噬菌體的宿主細(xì)胞——大腸桿菌(或細(xì)菌),再用噬菌體侵染被標(biāo)記的細(xì)菌。(2)如果圖中的實(shí)驗(yàn)攪拌不充分,則沒有侵入細(xì)菌的蛋白質(zhì)外殼會(huì)附著在大腸桿菌的表面,再經(jīng)過離心
35、會(huì)使得沉淀物中的放射性增強(qiáng)。(3)另一組實(shí)驗(yàn)是用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,正常情況下該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是沉淀物中的放射性較高而上清液中的放射性很低。如果保溫時(shí)間過短或過長(zhǎng)均會(huì)使上清液中的放射性增強(qiáng),而沉淀物中的放射性減弱,原因見答案。 答案?。?)大腸桿菌(或細(xì)菌) 噬菌體無細(xì)胞結(jié)構(gòu),只有在宿主細(xì)胞中才能增殖(其他合理答案也可) (2)沉淀物中的放射性增強(qiáng) (3)如果保溫時(shí)間過短,一些被標(biāo)記的噬菌體未來得及侵入細(xì)菌;如果保溫時(shí)間過長(zhǎng),細(xì)菌裂解釋放出帶有放射性的噬菌體,兩種情況都導(dǎo)致沉淀物中放射性降低而上清液中放射性增強(qiáng) 15.(科學(xué)探究)1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究
36、了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能,請(qǐng)回答下列有關(guān)問題: (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”。這句話指出了噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料具有 的特點(diǎn)。 (2)通過 的方法分別獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體。用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌,從而追蹤在侵染過程中 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分鐘時(shí),上清液中的放射性 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)攪拌時(shí)
37、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“被侵染的細(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 放射性會(huì)增高。 (4)本實(shí)驗(yàn)證明了病毒傳遞和復(fù)制遺傳特性的過程中 起著重要作用。 解析?。?)噬菌體屬于病毒,病毒是生物界最小的一種非細(xì)胞生物,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,組成物質(zhì)中只含有蛋白質(zhì)和核酸。(2)赫爾希和蔡斯在實(shí)驗(yàn)時(shí),由于噬菌體不能直接生活在培養(yǎng)基中,因此用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌的方法分
38、別獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體。其中32P標(biāo)記噬菌體的DNA,35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),從而追蹤在侵染過程中DNA和蛋白質(zhì)的位置變化。(3)攪拌的目的是將噬菌體和細(xì)菌分離,所以攪拌時(shí)間過短時(shí),含有放射性的蛋白質(zhì)外殼就會(huì)留在細(xì)菌表面,經(jīng)過攪拌離心后分布于沉淀物中,從而使得上清液中的放射性較低。由于32P標(biāo)記噬菌體的DNA,35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),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 DNA進(jìn)入細(xì)菌,蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌。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,以證明細(xì)菌沒有裂解,沒有子代噬菌體釋放出來,否則細(xì)胞外32P放射性會(huì)增高。(4)由于噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌中并且產(chǎn)生了子代噬菌體,因此本實(shí)驗(yàn)證明了病毒傳遞和復(fù)制遺傳特性中DNA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)用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌,再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌 DNA和蛋白質(zhì)的位置 (3)將噬菌體和細(xì)菌分離開(蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌菌體分離開) 較低 DNA進(jìn)入細(xì)菌,蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌 細(xì)菌沒有裂解,沒有子代噬菌體釋放出來 32P?。?)DNA 18
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