2017_2018学年高中生物遗传的分子基础第11课时探索遗传物质的过程学案苏教版.docx

第11课时探索遗传物质的过程学习目标1总结人类对遗传物质的探索过程。2.认同并理解DNA是主要遗传物质的含义。3.实验：提取和鉴定DNA。|基础知识|一、DNA是主要的遗传物质1肺炎双球菌转化实验(1)肺炎双球菌种类菌落特征菌体特征毒性S型菌光滑有荚膜有毒性R型菌粗糙无荚膜无毒性(2)格里菲思的实验实验过程实验结论：加热杀死的S型菌中含有某种物质，能将部分无毒性的R型菌转化为有毒性的S型菌，且这种性状的转化是可以遗传的。(3)艾弗里的实验实验过程提示R型菌S型菌实验结论：使R型菌发生转化的是S型菌的DNA，而不是S型菌的多糖、蛋白质。即DNA是遗传物质，多糖、蛋白质不是遗传物质。2噬菌体侵染大肠杆菌实验(1)T2噬菌体(2)实验方法：同位素标记法。用放射性同位素35S标记一组噬菌体的蛋白质，32P标记另一组噬菌体的DNA。(3)实验过程提示含35S的噬菌体普通大肠杆菌(4)实验分析噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。(5)实验结论：DNA是遗传物质。3烟草花叶病毒感染烟草实验(1)实验过程(2)实验结论：RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。4DNA是主要的遗传物质绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA，因此，DNA是主要的遗传物质。二、DNA的粗提取与鉴定1提取DNA(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为0.14_mol/L时，DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。(2)DNA不溶于乙醇溶液，细胞中的某些物质可以溶于乙醇溶液，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA。2DNA的鉴定DNA遇二苯胺在沸水浴加热条件下溶液呈蓝色。|自查自纠|(1)S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性()(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质()(3)将S型菌的DNA加入R型菌的培养基中，培养基中只会出现S型菌落 ()(4)32P标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的()(5)合成子代噬菌体的DNA和蛋白质所需的原料全部来自大肠杆菌()(6)肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA()(7)DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的增大而增大()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)|图解图说|肺炎双球菌转化实验_噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，DNA进入细菌，并利用宿主细胞内的物质合成自身物质，因此子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的DNA、蛋白质还是细菌。_先培养含32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得32P标记的噬菌体。_噬菌体侵染细菌实验的过程_肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验是否都能证明DNA是主要的遗传物质？提示：不能，这两个实验都只证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。探究点一肺炎双球菌转化实验1格里菲思的实验能否证明DNA是遗传物质？提示不能，只能证明S型菌内含有某种能够促使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”，而没有证明这种“遗传物质”是DNA。2为探究使R型菌转化成S型菌的“遗传物质”是什么，艾弗里的实验设计思路是什么？提示分离提纯出S型菌内可能是“遗传物质”的DNA、蛋白质、多糖等，分别加入R型菌的培养基中，单独地观察它们对R型菌能否产生转化作用。3格里菲思的实验与艾弗里的实验有什么关系？提示前者是后者的基础，后者是对前者的延伸和递进。两个转化实验的2个不同(1)方法不同：格里菲思是利用肺炎双球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎双球菌进行体外转化实验。(2)结论不同：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“遗传物质”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“遗传物质”是DNA。【典例1】 格里菲思的实验不能够说明()AR型菌是无毒性的B加热杀死的S型菌是无毒性的CR型菌转化与S型菌内的某种物质有关D肺炎双球菌的遗传物质是DNA尝试解答_解析格里菲思的实验证明了加热杀死的S型菌能促进R型菌转化成S型菌，没有证明DNA是遗传物质。答案D【跟踪训练】1艾弗里向接种有R型菌的培养基中加入S型菌的提纯物，实验结果如下表。据表可知错误的是()实验加入S型菌物质培养皿长菌情况蛋白质R型多糖R型DNAR型、S型DNADNA酶R型A说明S型菌的蛋白质、多糖不是遗传物质B说明发生转化的仅仅是部分R型菌C和说明S型菌的DNA是遗传物质D说明DNA是主要的遗传物质解析表中信息说明DNA就是S型菌的遗传物质。答案D探究点二噬菌体侵染细菌实验1实验方法分析(1)能否直接用32P标记噬菌体？如果不能，如何用32P标记噬菌体？提示噬菌体营寄生生活，不能直接用32P标记噬菌体。应先用含32P的培养基培养细菌，获得32P标记的细菌；然后用32P标记的细菌培养噬菌体，从而获得32P标记的噬菌体。(2)该实验能否用35S和32P同时标记噬菌体？提示不能，若用35S和32P同时标记噬菌体，则无法区分侵入细菌内的物质是噬菌体的蛋白质还是DNA。(3)该实验能不能用14C和3H标记噬菌体？提示蛋白质和DNA均含有C元素和H元素，若用14C和3H标记噬菌体，则不能区分噬菌体的蛋白质和DNA。2实验操作分析(1)搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体及外壳与细菌分离。(2)离心目的：使较轻的噬菌体及外壳进入上清液，较重的被感染的细菌形成沉淀物。3实验结果分析标记元素放射性存在部位结果分析35S上清液噬菌体的蛋白质没侵入细菌32P沉淀物噬菌体的DNA侵入了细菌4.实验误差分析(1)标记35S时沉淀物出现放射性：搅拌不充分，部分噬菌体及外壳未脱离细菌。(2)标记32P时上清液出现放射性：保温时间过短，部分噬菌体未侵入细菌；保温时间过长，细菌裂解，子代噬菌体释放出来。噬菌体侵染细菌实验与艾弗里实验的比较艾弗里实验噬菌体实验思路相同将DNA、蛋白质等分开，单独地研究它们各自的作用方法不同将DNA与蛋白质等直接分离开利用同位素标记法将DNA与蛋白质区分开结论不同证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质未进入细菌)【典例2】 关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是()A分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质尝试解答_解析培养噬菌体需用含细菌的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；该实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。答案C噬菌体侵染细菌的过程【跟踪训练】2若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是()A外壳可能含有3HBDNA可能含有3HC外壳和DNA都可能含有3HD外壳和DNA都不可能含有3H解析用3H标记噬菌体标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌，而外壳留在外面；然后利用细菌的脱氧核苷酸合成DNA，细菌的氨基酸合成蛋白质，所以子代噬菌体外壳一定不含有3H，DNA可能含有3H。答案B探究点三DNA是主要的遗传物质1通过本节三个经典实验能否充分证明DNA是主要的遗传物质？提示不能，“DNA是主要的遗传物质”的结论是通过大量遗传实验总结得出的。2“人的遗传物质主要是DNA”，这种说法对吗？提示不对，人的遗传物质就是DNA。生物含有的核酸和遗传物质生物种类含有的核酸遗传物质细胞生物真核生物DNA和RNADNA原核生物DNA和RNADNA病毒DNA病毒DNADNARNA病毒RNARNA【典例3】 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述中，错误的是()A含有DNA的生物，DNA就是遗传物质B含有RNA的生物，RNA就是遗传物质C只含有DNA的生物，DNA是遗传物质D只含有RNA的生物，RNA是遗传物质尝试解答_解析只要生物含有DNA，DNA就是遗传物质，只有不含有DNA的RNA病毒，遗传物质才是RNA。答案B【跟踪训练】3细胞核和细胞质中的遗传物质分别是()ADNA、DNABRNA、RNACDNA、RNADRNA、DNA解析无论是细胞核，还是细胞质，遗传物质都是DNA。答案A探究点四DNA的粗提取和鉴定1制备鸡血细胞液时要在新鲜鸡血中加入柠檬酸钠溶液，目的是_。提示防止血液凝固2能否用猪血替代鸡血？提示不能。猪属于哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞不含有DNA。3两次用到蒸馏水的目的分别是什么？提示第一次使用是为了使血细胞吸水涨破而释放核物质；第二次使用是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。【典例4】 (多选)DNA的粗提取过程中，向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水的作用是()A提高蛋白质的溶解度B提高DNA的溶解度C降低蛋白质的溶解度D降低DNA的溶解度尝试解答_解析向2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水可以降低NaCl溶液的浓度，使得DNA的溶解度降低，蛋白质的溶解度升高，从而实现二者的分离，并析出丝状DNA。答案AD【跟踪训练】4下列有关DNA的粗提取和鉴定的说法，正确的是()ANaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越低BDNA不溶于冷乙醇，细胞中的某些物质能溶于乙醇C用玻璃棒挑起的丝状物就是一个DNA分子D向DNA中加入二苯胺，溶液即可变为蓝色解析DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，低于该值后，NaCl溶液的浓度越小，DNA的溶解度越高；用玻璃棒挑起的丝状物是许多DNA分子集合体；向DNA中加入二苯胺，沸水浴加热后溶液变为蓝色。答案B知识脉络要点晨背1.肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA使R型细菌产生稳定的遗传变化。2.T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S元素存在于蛋白质中，P元素几乎全存在于DNA中。3.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。4.DNA是主要的遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA。5.细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。6.DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。1下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的评价，正确的是()A该实验有力地证明了DNA是遗传物质B该实验不能证明DNA是遗传物质，无实际意义C该实验能证明R型菌中有遗传物质存在D该实验能证明S型菌中的某种物质进入到R型菌中解析格里菲思的实验能证明S型菌中的某种物质能够遗传，进入到R型菌中后能促使R型菌转化为S型菌。答案D2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，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A3和4B1、3和4C2、3和4D1、2、3和4解析2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。答案D3.关于噬菌体侵染细菌的实验，下列叙述错误的是()A用含35S的培养基培养噬菌体，可让壳体蛋白被标记B含35S的噬菌体在感染细菌时，放射性蛋白质附着在宿主细胞外面C含32P的噬菌体在感染细菌时，放射性同位素进入宿主细胞内D含32P的噬菌体侵染细菌实验中，悬浮液中的放射性会受实验时间影响解析病毒没有独立代谢能力，不能用培养基直接培养噬菌体。答案A4下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素D烟草花叶病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸解析A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。答案B5下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是()A酵母和菜花均可作为提取DNA的材料BDNA既溶于2 mol/L NaCl溶液也溶于蒸馏水C向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物DDNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝解析酵母和菜花细胞中均含有DNA，可作为提取DNA的材料，A正确；DNA在2 mol/L NaCl溶液和蒸馏水中都能溶解，只不过溶解度不同，B正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会破裂，DNA在蒸馏水中溶解度较大，不会析出，C错误；DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝，D正确。答案C课后跟踪分层训练(时间：35分钟)11928年，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功的表明了()A已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性BDNA是遗传物质C已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质DDNA是主要的遗传物质解析格里菲思并没有证明遗传物质的本质。答案C2艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验是关于探究遗传物质的两个经典实验，下列叙述正确的是()A两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法 B两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记D两个实验证明了DNA是细菌的遗传物质解析肺炎双球菌转化实验未采用同位素标记法，A错误；两实验的设计思路一致，即将DNA和其他物质分开，单独地、直接地观察它们各自的遗传效应，B正确；噬菌体侵染细菌的实验分两组，一组是32P标记的噬菌体，另一组是35S标记的噬菌体，C错误；肺炎双球菌的体外转化实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA，噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。答案B3噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要()A噬菌体的DNA和氨基酸B噬菌体的DNA和细菌的氨基酸C细菌的DNA和氨基酸D细菌的DNA和噬菌体的氨基酸解析噬菌体在细菌细胞内合成自己的蛋白质需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸。答案B4在“噬菌体侵染细菌”的实验中，若放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染细菌的噬菌体的方法是()A用含35S的培养基直接培养噬菌体B用含32P的培养基直接培养噬菌体C先用含35S的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体D先用含32P的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体解析S仅存在于蛋白质分子中，99%的P存在于DNA分子中；在“噬菌体侵染细菌”的实验中，离心管的沉淀物主要是被感染的细菌，所以应用的是含32P标记的噬菌体。由于病毒是活细胞寄生生物，所以应先用含32P的培养基培养细菌，再用该细菌培养噬菌体以获得含32P标记的噬菌体。答案D5下图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是()解析图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。答案D6下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，错误的是()ADNA是绝大多数生物的遗传物质B有些生物的遗传物质是RNAC在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质D核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质解析具有细胞结构的生物含有 DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质；病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。答案C7下图中能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()解析依据DNA粗提取的原理，在NaCl的浓度为0.14 mol/L时DNA分子溶解度最小，利于DNA分子的析出，浓度过大或过小，DNA分子的溶解度都会增大。答案C8在遗传物质发现过程中的几个重要实验中，应用了放射性同位素示踪技术的是()A噬菌体侵染细菌的实验B肺炎双球菌的体内转化实验C烟草花叶病毒的感染烟草实验D肺炎双球菌的体外转化实验解析噬菌体侵染细菌的实验应用了放射性同位素示踪技术。答案A9下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是()A格里菲思实验中肺炎双球菌R型都转化为S型B格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质解析格里菲思实验中肺炎双球菌R型部分转化为S型，A选项错误；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA，B选项错误；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DNA复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体，C选项错误；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D选项正确。答案D10如果用32P、35S、15N标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为()A可在外壳中找到35S、15NB可在DNA中找到32P、15NC可在外壳中找到32P、15ND可在DNA中找到32P、35S、15N解析用32P、35S、15N标记后，亲代噬菌体的DNA中含有32P、15N，蛋白质外壳中含有35S、15N。噬菌体侵染细菌过程中，噬菌体外壳留在外面，DNA进入细菌中。子代噬菌体的蛋白质外壳完全由细菌体内的氨基酸为原料合成，无放射性，A、C错误；子代噬菌体的DNA只有一部分含有亲代链(含32P、15N)，B正确；DNA中不含有S元素，D错误。答案B11下列操作中对DNA提取量影响较小的是()A使鸡血细胞在蒸馏水中充分破裂，释放出DNA等物质B搅拌时，要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅动C在析出DNA黏稠物时，要缓缓加蒸馏水，直至溶液中黏稠物不再增多 D在酒精沉淀DNA时，要使用冷酒精，甚至再将混合液放入冰箱中冷却解析搅拌时沿一个方向是为了防止DNA被破坏。答案B12某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是()A仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质B沉淀物b中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关C离心前混合时间过长会导致上清液放射性升高D过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌解析题图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质，A正确；沉淀物b中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关，搅拌充分，几乎没有放射性，搅拌不充分，具有放射性，B正确；离心前混合时间过长会导致大肠杆菌分解，释放噬菌体，但新形成的噬菌体没有放射性，上清液放射性没有变化，C错误；为了观察35S标记的噬菌体的蛋白质的行为，需要将噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合培养，D正确。答案C13某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型细菌的DNADNA酶加入R型细菌注射入小鼠R型细菌的DNADNA酶加入S型细菌注射入小鼠R型细菌DNA酶高温加热后冷却加入S型细菌的DNA注射入小鼠S型细菌DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A存活，存活，存活，死亡B存活，死亡，存活，死亡C死亡，死亡，存活，存活D存活，死亡，存活，存活解析中S型细菌DNA已被DNA酶分解，小鼠存活；中R型细菌的DNA已被DNA酶降解，但加入S型细菌，小鼠死亡；高温加热后，细菌被杀灭，小鼠存活。答案D14下图中，烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。请回答下列问题。(1)用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与_相同。(2)F上的病毒，蛋白质外壳是以_为模板，以_(细胞器)为场所合成的。所需的氨基酸、酶和ATP均来自_。(3)子代病毒的各项特性都是由_决定的。(4)本实验证明_。解析(1)病毒的遗传物质是核酸，不是蛋白质，因此用重组病毒E去侵染叶片F时，叶片F所患病的症状取决于病毒的核酸(来自HRV)，即与D相同。(2)病毒增殖时，模板是自己的，原料、酶、合成蛋白质的场所核糖体等都是宿主细胞的。答案(1)D(2)E的RNAF细胞的核糖体F的细胞(3)亲代的RNA(4)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质15下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：(1)根据上述实验对