2021-2022高中生物 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質

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1、第 3 章基因的本質 第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質 自主學習 新知突破 1掌握肺炎雙球菌轉化實驗、噬菌體侵染細菌實驗的過程及結論。2理解證明DNA是遺傳物質的實驗設計思路。3知道不同生物的遺傳物質。 1肺炎雙球菌的類型肺炎雙球菌轉化實驗光滑粗糙有無 S型活細菌 S型細菌和R型細胞 加熱殺死的S型細菌 3艾弗里實驗(1)設計思路：設法把DNA和蛋白質分開，排除干擾，單獨地、直接地去觀察它們在遺傳中的作用。(2)實驗過程及結果：(3)結論：_才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳的物質。DNA 思考探討1.R型菌轉化為S型菌的實質是什么？2格里菲思的實驗能否證明S型菌體內的哪種物質是轉化因子？提示：1.轉化的

2、實質是基因重組。2不能。由于格里菲思沒有將細菌中各組分分開，所以他只能證明S型菌體內含有轉化因子。 1肺炎雙球菌體內與體外轉化實驗的比較 2.肺炎雙球菌轉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，最終結論必須由幾組實驗結果對比得出。 (1)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復其活性。(2)轉化的實質并不是基因發(fā)生突變，而是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現了基因重組。 1實驗材料T2噬菌體(1)(2)增殖特點：在自身_的作用下，利用大腸桿菌_合成自身

3、的組成成分，進行增殖。2實驗方法：_。噬菌體侵染細菌的實驗遺傳物質體內的物質放射性同位素標記法 3實驗過程被35S標記的噬菌體細菌培養(yǎng),子代噬菌體中沒有35S。被32P標記的噬菌體細菌培養(yǎng),子代噬菌體中_32P。結果：噬菌體侵染細菌時，_進入細菌細胞中，而蛋白質外殼留在外面，子代噬菌體的各種性狀是通過親代_來遺傳的。4結論：_是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。有DNADNA DNA RNA 正常感染RNA DNA 思考探討3.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？4噬菌體侵染細菌時，合成自身的組成物質利用的原料、能量、模板各來自哪里？5噬菌體侵染細菌實驗除了證明DNA是遺

4、傳物質外，還可以證明什么問題？ 提示：3.因為噬菌體營寄生生活，故應先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。4原料、能量來自細菌，模板來自噬菌體的DNA。5證明DNA能夠控制蛋白質的合成，DNA能夠自我復制。 1同位素標記T2噬菌體(1)在含有放射性同位素35S(或32P)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，使大腸桿菌的氨基酸標記上35S(或脫氧核苷酸標記上32P)。(2)用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，則可得到蛋白質中含有35S(或DNA中含有32P)標記的噬菌體。 2噬菌體侵染細菌的過程 (1)噬菌體注入細菌的物質是DNA，它指導噬菌體的蛋白質合成。(2)復制、合成過程中是以細菌體

5、內的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體DNA，以細菌細胞內的氨基酸為原料合成噬菌體的蛋白質外殼。 3實驗結論DNA是遺傳物質，除此之外還能證明：(1)DNA能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性。(2)DNA能控制蛋白質的合成。 記知識綱要 背關鍵語句1格里菲思的體內轉化實驗證明了加熱殺死的S型細菌中，含有促進R型細菌轉化為S型細菌的活性物質“轉化因子”。2艾弗里的體外轉化實驗，證明了DNA是遺傳物質，同時也證明了蛋白質不是遺傳物質。 3T2噬菌體是寄生在大腸桿菌體內的病毒，由蛋白質和DNA組成。噬菌體侵染細菌過程中，是以噬菌體的DNA為模板，由細菌提供氨基酸、核苷酸、能量和核糖體，合成子代噬菌體。4噬

6、菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質，還能證明DNA控制蛋白質的合成，DNA能自我復制。5具有細胞結構的生物(真核、原核生物)的遺傳物質是DNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA。 合作探究 課堂互動 肺炎雙球菌轉化實驗某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下4個實驗：R型細菌的DNADNA酶加入S型細菌注射小鼠S型細菌的DNADNA酶加入R型細菌注射小鼠R型細菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型細菌的DNA注射小鼠S型細菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型細菌的DNA注射入小鼠 以上4個實驗中小鼠的情況依次是()A存活、存活、存活、死亡B死亡、存活、存活、存活C死亡、死亡、存活、存活 D存活、死

7、亡、存活、死亡自主解答_ 解析：含有S型細菌的會使小鼠死亡，不含有S型細菌的不會使小鼠死亡。中含有S型細菌；中的S型細菌的DNA被DNA酶分解掉，所以只含有R型細菌；中經高溫加熱后R、S型兩種細菌均死亡，含有的DNA不會使小鼠細胞轉化，所以小鼠不死亡。答案：B 1艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。從表中可知() A.不能證明S型細菌的蛋白質不是轉化因子B說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性C和說明S型細菌的DNA是轉化因子D說明DNA是主要的遺傳物質 解析：組：R型細菌S型細菌的蛋白質/莢膜多糖，只長出R型細菌，說明蛋白質和莢膜多糖不是轉化因子。組：R型細菌S型細菌的DNA，結

8、果既有R型細菌又有S型細菌，說明DNA可以使R型細菌轉化為S型細菌；組：用DNA酶將DNA水解，結果只長出R型細菌，說明DNA的水解產物不能使R型細菌轉化為S型細菌，從反面說明了只有DNA才能使R型細菌發(fā)生轉化。答案：C 為證明蛋白質和DNA究竟哪一種是遺傳物質，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內)。下圖中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關于本實驗及病毒、細菌的敘述正確的是() 噬菌體侵染細菌的實驗 A圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內的營養(yǎng)成分中要加入32P標記的無機鹽B若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S

9、標記的噬菌體的侵染實驗，兩組相互對照，都是實驗組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若本組實驗b(上清液)中出現放射性，則不能證明DNA是遺傳物質自主解答_ 解析：圖中錐形瓶中培養(yǎng)液內的營養(yǎng)成分應無放射性標記，A錯誤；要證明DNA是遺傳物質，還應設計一組用35S標記的噬菌體的侵染實驗，兩組相互對照，都是實驗組，B正確；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律，C錯誤；若本組實驗b(上清液)中出現放射性，可能是實驗時間較長，細菌裂解導致的，D錯誤。答案：B (1)若用32P和35S標記病毒而寄主細胞未被標記，相當于間接地將核酸和蛋白質分開，只在子代病毒的核酸中

10、有32P標記。(2)若用32P和35S標記寄主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和外殼中均有標記元素。(3)若用C、H、O、N等標記病毒而寄主細胞未被標記，則只在子代病毒的核酸中有標記元素。(4)若用C、H、O、N等標記寄主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和外殼中均可找到標記元素。 A31P、32P、32S B31P、32P、35SC31P、32P、32S、35S D32P、32S、35S解析：觀察題中表格，發(fā)現不僅噬菌體內的物質被標記，細菌成分也被標記。噬菌體只把DNA注入細菌內，其蛋白質外殼沒有進入細菌內而留在細菌外，在細菌內以噬菌體DNA為模板，以細菌中的化學成分為原料，合成子

11、代噬菌體的DNA和蛋白質外殼。由此可以判斷，子代噬菌體只含細菌的標記元素31P、35S和進入細菌內部的32P。答案：B 高效測評 知能提升 1在艾弗里證明DNA是遺傳物質的實驗中，用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA并與R型菌混合培養(yǎng)，結果發(fā)現培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設置本實驗步驟的目的是()A證明R型菌的生長并不需要S型活細菌的DNAB補充R型菌生長過程中所需要的營養(yǎng)物質 C可以直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉化為S型菌的因素D與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照解析：該步驟是艾弗里完成肺炎雙球菌的體外轉化實驗的重要步驟，其目的是與S型菌中完整DNA進行轉化作對照，說

12、明遺傳物質是DNA，而不是DNA的水解物，為理解DNA的功能打下基礎。答案：D 2下面為肺炎雙球菌轉化實驗中基本步驟的圖示。有關說法正確的是() A要加熱處理，要將提取物分別加入不同培養(yǎng)基，要轉入固體培養(yǎng)基B不加熱處理，要將提取物分別加入同一培養(yǎng)基，要用液體培養(yǎng)基C要轉入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，加入DNA提取物的結果可能有S型和R型兩種菌落D要轉入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，結果只有S型或R型一種菌落答案：C 3生物興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌實驗，如下圖。下列有關分析不正確的是()A理論上，b中不應具有放射性Bb中含放射性的高低，與過程中攪拌是否充分有關C若b中含有放射性，與過程中培養(yǎng)時間的長短有

13、關D上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質 解析：用35S只能標記噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌時，其蛋白質外殼只能留在細菌的細胞外，而攪拌的目的是使吸附在細菌細胞外的噬菌體及蛋白質外殼與細菌分離，離心是讓上清液中析出噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌，因此，攪拌越充分，蛋白質外殼與細菌分離得越徹底，b中放射性越低，如果使蛋白質外殼與細菌徹底分離，則b中不含放射性。上述實驗并沒有“示蹤”DNA在遺傳中的作用，因此不能證明DNA是遺傳物質。b中理論上不含放射性，與過程中培養(yǎng)時間的長短無關。答案：C 4用32P和35S分別標記的噬菌體侵染細菌，經短時間保溫后，用攪拌機攪拌，然后離心得到上

14、清液和沉淀物，檢測上清液中35S和32P的放射性以及被侵染細菌的存活率，得到如圖所示的實驗結果。下列說法不正確的是() A攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離B攪拌時間小于1 min時，沉淀物中的放射性增高C在實驗過程中細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來D若被侵染細菌的存活率下降，細胞外35S放射性會增高解析：由圖可知，被侵染細菌全部存活，沒有子代噬菌體釋放出來。如果被侵染細菌的存活率下降，細胞外32P放射性會增高。答案：D 5用正常噬菌體(31P、32S)去感染大腸桿菌(含32P、35S)，得到的子代噬菌體所含的放射性元素是()A31P、32P、32SB31P、32P、35SC31

15、P、32S、35S D32P、32S、35S解析：合成噬菌體的蛋白質和DNA的原料及合成場所均來自細菌，噬菌體注入細菌體內的只是其DNA，而32P、35S分別標記大腸桿菌的DNA和蛋白質，那么，子代噬菌體的蛋白質中含35S，DNA中含31P和32P。答案：B 6下列關于DNA是遺傳物質的相關實驗，請回答相關問題。 (1)過程和表明，將S型細菌的_和_與R型活細菌混合培養(yǎng)，其后代為_型細菌。(2)過程表明，將S型細菌的_與R型活細菌混合培養(yǎng)，_型細菌轉化成_型細菌。(3)過程表明，轉化成的_型細菌的后代也是有_性的_型細菌。(4)實驗最關鍵的設計思路是_。(5)通過上述實驗能證明DNA是主要的遺

16、傳物質而蛋白質等不是遺傳物質嗎？_。 解析：分別表示用多糖、蛋白質、DNA與R型細菌混合培養(yǎng)，從圖解中可以發(fā)現只有用S型細菌的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)才會出現S型細菌，同時把轉化成的S型細菌單獨培養(yǎng)時，其后代都是S型細菌。本實驗最關鍵的設計思路是把具有莢膜的S型細菌的DNA和蛋白質等成分分開，單獨地去觀察它們在細菌轉化過程中的作用。通過上述實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質，但不能證明DNA是主要的遺傳物質。 答案：(1)多糖蛋白質R(2)DNA部分RS(3)S毒S(4)把具有莢膜的S型細菌的DNA和蛋白質等成分分開，單獨地去觀察它們在細菌轉化過程中的作用(5)不能上述實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質，但不能得出DNA是主要遺傳物質的結論