黑龙江省齐齐哈尔市高中生物 第三章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质学案（无答案）新人教版必修2.doc

第1节dna是主要的遗传物质题目第1节dna是主要的遗传物质第1 课时学习目标1掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(重、难点)2掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(重、难点)3理解dna是主要遗传物质的结论。学习疑问学习建议一对遗传物质的早期推测二肺炎双球菌转化实验(1)肺炎双球菌的两种类型名称有无荚膜菌落特点有无毒性s型细菌有光滑有r型细菌无粗糙无(2)体内转化实验格里菲思的实验：实验过程和结果ar型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。bs型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。c加热杀死后的s型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。d无毒性的r型细菌与加热杀死的s型细菌混合后注入小鼠体内小鼠死亡。结果分析ad过程证明：加热杀死的s型细菌中含有一种“转化因子”，能将r型活细菌转化为s型活细菌。 (3)体外转化实验艾弗里的转化实验：实验结果及现象：实验过程和结果：从s型活细菌中提取dna、蛋白质和多糖等物质，分别加入r型活细菌中培养，发现只有加入dna，r型细菌才能转化为s型细菌。并且dna的纯度越高，转化就越有效。实验结论：dna是使r型细菌产生稳定性遗传变化的物质。三噬菌体侵染细菌的实验(1实验材料t2噬菌体(1)结构(如图1)：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有dna。特点：一种专门寄生在大肠杆菌体内的细菌病毒，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。生活史(如图2)：t2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体。(2)大肠杆菌：单细胞原核生物。2实验方法：放射性同位素标记法，用35s标记一部分噬菌体的蛋白质，用32p标记另一部分噬菌体的dna。3实验过程和结果第一步：标记大肠杆菌大肠杆菌含35s的培养基 含35s的大肠杆菌大肠杆菌含32p的培养基 含32p的大肠杆菌第二步：标记噬菌体噬菌体含35s的大肠杆菌 含35s的噬菌体噬菌体含32p的大肠杆菌 含32p的噬菌体第三步：噬菌体侵染细菌含35s的噬菌体细菌 上清液放射性很高，沉淀物放射性很低含32p的噬菌体细菌 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高4、结论：dna是遗传物质四、dna是主要的遗传物质1、rna是遗传物质的实验证据(1)烟草花叶病毒的组成：(2)侵染实验：(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是rna。2dna是主要的遗传物质dna是主要遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是dna。 探讨：某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，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注射入小鼠以上四组实验小鼠的存活情况分别是怎样的？提示：存活，死亡，存活，存活。探讨：在艾弗里的转化实验中，最后用s型菌的dna和dna酶混合作用后，再和r型菌混合培养，该实验的目的是什么？提示：从反面证实dna是遗传物质，也证实了dna的分解产物不是遗传物质。肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及其同事细菌培养在小鼠体内体外培养基实验原则r型细菌与s型细菌的毒性对照s型细菌各成分的作用对照实验结果加热杀死的s型细菌能使r型细菌转化为s型细菌s型细菌的dna能使r型细菌转化为s型细菌实验结论s型细菌体内有“转化因子”s型细菌的dna是遗传物质巧妙构思用加热杀死的s型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系所用材料相同；体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；两实验都遵循对照原则、单一变量原则1已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。请根据下列实验回答：从有荚膜的肺炎双球菌中提取了dna、蛋白质、多糖等物质，分别加入培养无荚膜细菌的培养基中，并将培养液注射到小鼠体内，其结果不正确的是()【解析】从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中，只有dna才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。a、b、c都正确。d中有dna，但用dna酶处理dna分子，就会使dna分子水解，不会使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，小鼠应正常。【答案】d2下列关于肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错误的是()a需对s型细菌中的物质进行分离、提纯和鉴定br型细菌转化为s型细菌后，其性状是可以遗传的cs型细菌的dna使部分r型细菌转化为s型细菌d该实验的思路是将dna和蛋白质分开，单独观察dna的作用【解析】肺炎双球菌体外转化实验的设计思路是将dna、蛋白质及多糖等物质分开，单独观察它们的作用。【答案】d探讨3：为什么不能直接用含35s和32p的普通培养基来培养t2噬菌体？提示：因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。探讨4：能否用14c和18o标记噬菌体？能否用32p和35s 同时标记噬菌体？提示：不能，因为dna和蛋白质都含c和o。不能用32p和35s同时标记噬菌体。探讨5：噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中含有的物质主要是什么？提示：被侵染的大肠杆菌。1上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析(1)用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。(2)用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因由于搅拌不充分，有少量含35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。2同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析(1)用哪种标记元素。若用32p和35s，则分别标记了dna和蛋白质，若用c、h、o等，则同时标记了dna和蛋白质。1某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的t2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验：用32p标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌；用未标记的噬菌体侵染35s标记的大肠杆菌；用3h标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是()a沉淀物、上清液、沉淀物和上清液b沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液c沉淀物、上清液、沉淀物d上清液、上清液、沉淀物和上清液【解析】32p标记的是噬菌体的dna，用32p标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，只有dna进入大肠杆菌，并随着大肠杆菌离心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物；用未标记的噬菌体侵染35s标记的大肠杆菌时，噬菌体的dna和大肠杆菌均离心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物；3h标记的是噬菌体的dna和蛋白质外壳，蛋白质外壳离心到上清液中，而噬菌体的dna和大肠杆菌离心到沉淀物中，故放射性存在的主要部位是沉淀物和上清液。【答案】b2科学家用含有15n的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养t2噬菌体，待大肠杆菌解体后，15n() 【导学号：10090080】a不出现在t2噬菌体中b仅出现在t2噬菌体的dna中c出现在t2噬菌体的外壳和dna中d仅出现在t2噬菌体的外壳中【解析】dna和蛋白质中都含有n元素。噬菌体侵染被15n标记的大肠杆菌，合成自身dna和蛋白质的原料都来源于大肠杆菌，因此子代噬菌体的dna和蛋白质都含有15n。【答案】c探讨6：病毒的遗传物质是否都是rna?提示：不一定，如噬菌体的遗传物质是dna。探讨7：细胞核中的遗传物质是dna，那么细胞质中的遗传物质是dna还是rna?提示：细胞质中的遗传物质是dna。1 不同生物的遗传物质生物类型细胞生物非细胞生物真核生物原核生物多数病毒少数病毒实例真菌、原生生物、所有动植物细菌、蓝藻、放线菌等噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等hiv、sars病毒、烟草花叶病毒等核酸种类dna和rnadna和rnadnarna遗传物质dnadna dnarna结果：绝大多数生物的遗传物质是dna，只有少部分病毒的遗传物质是rna结论：dna是主要的遗传物质2.生物的遗传物质总结：(1)生物的遗传物质是dna或rna，即生物的遗传物质是核酸。(2)既含有dna又含有rna的生物和只含有dna的生物，其遗传物质是dna。(3)只含rna的病毒中，rna才作为遗传物质。(4)由于绝大多数生物的遗传物质是dna，所以说dna是主要的遗传物质。1肺炎双球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是()ar型细菌和s型细菌br型细菌和r型细菌cs型细菌和s型细菌ds型细菌和r型细菌【解析】格里菲思转化实验证明了s型细菌中存在某种“转化因子”，能将r型细菌转化为s型细菌，由此判断a项正确。【答案】a2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出现s型活细菌的是()a3和4b1、3和4c2、3和4 d1【解析】3、4两支试管内的r型细菌因为没有s型细菌的dna，所以都不会发生转化。2号试管虽然有dna，但被dna酶分解，所以也不会发生转化。1号试管内有s型细菌的dna，所以会使r型细菌转化成s型活细菌。【答案】d3在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了关于噬菌体侵染细菌实验，下列叙述正确的是()a此实验证明了dna是主要的遗传物质b用含有充足有机物的完全培养基培养t2噬菌体c用同位素32p标记的一组实验中，放射性主要分布在试管的上清液中d细菌裂解释放的噬菌体中，可检测到32p标记的dna，但检测不到35s标记的蛋白质【解析】赫尔希和蔡斯做t2噬菌体侵染细菌的实验时，分别用32p标记dna的t2噬菌体和用35s标记蛋白质的t2噬菌体进行侵染实验，该实验证明了dna是遗传物质。【答案】d4下列关于遗传物质的说法，错误的是()真核生物的遗传物质是dna原核生物的遗传物质是rna细胞核的遗传物质是dna细胞质的遗传物质是rna甲型h1n1流感病毒的遗传物质是dna或rnaa bc d【解析】细胞生物的遗传物质是dna，无论是真核生物还是原核生物；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是dna；流感病毒是rna病毒，遗传物质是rna。【答案】c5如图所示，甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重组形成杂种病毒丙，丙侵染植物细胞后，在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是()【解析】杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的，核酸为遗传物质，所以子代病毒应与病毒乙相同。【答案】d课时作业1作为遗传物质，dna和蛋白质相比的优势不包括()a分子量大b能精确地复制自己c结构稳定，一定条件下可变d对生物体的性状和新陈代谢过程有决定作用答案a解析dna和蛋白质都具有分子量大的特点。dna和蛋白质相比结构稳定，一定条件下可变，而且能精确的复制自己，对生物体的性状和新陈代谢过程有决定作用。3. 肺炎双球菌转化实验中，发现无毒r型和被加热杀死的有毒s型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌()有毒r型无毒r型有毒s型无毒s型a b c d答案c 4加热杀死的s型细菌能促成r型细菌发生转化。这个事实能证明()as型细菌的蛋白质和dna的结构都很稳定bs型细菌的蛋白质的结构特别稳定cs型细菌的dna结构比蛋白质的结构稳定d任何条件都不能破坏s型细菌dna的结构答案c解析加热杀死的s型细菌仍能促成r型细菌发生转化，说明s型细菌的蛋白质虽然失去了活性，但dna仍具有生物活性，说明s型细菌的dna结构比蛋白质的结构稳定。5格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的结论不正确的是()a说明了肺炎双球菌的遗传物质是dnab说明了r型活细菌在一定条件下能够转化为s型细菌c说明了r型活细菌是无毒性的d说明了加热杀死的s型细菌是无毒的答案a解析格里菲思实验只证明了s型细菌能使r型细菌发生转化，并没有证明dna是遗传物质。6艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为()a实验一 b实验二c实验三 d实验一和三答案b解析实验二中加入的dna酶能分解s型细菌的dna活性片段，使基因无法转移进入r型细菌中，所以菌落只有一种，即r型菌落。7在艾弗里证明dna是遗传物质的实验中，用dna酶处理从s型活细菌中提取的dna并与r型细菌混合培养，结果发现培养基上仅有r型细菌生长。设置本实验步骤的目的是()a证明r型细菌的生长并不需要s型活细菌的dnab用以补充r型细菌生长过程中所需要的营养物质c直接证明s型细菌的dna不是促进r型细菌转化为s型细菌的因素d与以s型活细菌的dna与r型细菌混合培养的实验形成对照答案d8下列哪项是艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法或实验设计思路()a杂交实验法b放射性同位素标记法c病毒侵染法d单独直接地观察不同成分的作用答案d解析肺炎双球菌的体外转化实验是把dna和蛋白质、多糖等物质分开，单独直接地去观察不同成分的作用。能力提升9格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验，证实了()dna是遗传物质rna是遗传物质dna是主要的遗传物质蛋白质不是遗传物质荚膜多糖不是遗传物质dna能产生可遗传的变异a bc d答案a解析格里菲思和艾弗里的实验能证明dna是遗传物质，但不能证明dna是主要的遗传物质和rna是遗传物质；转化后的s型细菌的后代仍然是s型细菌，说明dna能产生可遗传的变异。10在科学史上许多科学家分别用科学的思想方法取得了重大科技成就，在下列生物领域的发现中，科学家与其使用的技术或方法对应完全一致的一组是()科学发现科学家科学家的思想或方法a基因在染色体上萨顿假说演绎法b遗传的基本规律孟德尔假说演绎法c光合作用中o2的来源卡尔文同位素标记hoddna是遗传物质艾弗里35s标记细菌的蛋白质答案b4针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是()a利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质b以宿主菌dna为模板合成子代噬菌体的核酸c外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡d能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解答案a解析噬菌体侵入宿主后，利用宿主细菌的原料(氨基酸和核苷酸)，合成噬菌体的蛋白质、dna，所以a对；子代噬菌体是以噬菌体的dna为模板来复制的，b错；噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，c错误；噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，而是在宿主菌体内合成各个部件后，组装，释放，使细菌裂解，d错。5. 如果用15n、32p、35s同时标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的放射性元素及其存在的部位是()a可在外壳中找到15n和35sb可在dna中找到15n和32pc可在外壳中找到15nd可在dna中找到15n、32p、35s答案b解析35s虽然能标记噬菌体的蛋白质外壳，但不能传递给子代。15n和32p能标记噬菌体的dna，并能根据半保留复制原则进行传递。知识点二dna是主要的遗传物质6能证明rna是遗传物质的实验是()a烟草花叶病毒侵染实验b噬菌体侵染细菌实验c豌豆杂交实验d肺炎双球菌的转化实验答案a解析烟草花叶病毒的遗传物质是rna，通过侵染实验证明rna起遗传物质的作用；噬菌体是由蛋白质和dna组成的病毒；豌豆杂交实验研究的是真核生物核内基因的传递规律；肺炎双球菌的转化实验证明dna是遗传物质。7某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和dna，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别侵染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的dna乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的dna甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致a.1、3 b1、4c2、3 d2、4答案b解析dna和蛋白质这两种物质中，dna是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的dna和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体侵染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的dna和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体侵染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。8下列是生物学发展史上的几个重要实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是()a验证光合作用释放的氧全部来自水b噬菌体侵染细菌的实验c肺炎双球菌的转化实验d研究分泌蛋白的合成分泌途径答案c解析肺炎双球菌的转化实验是将构成细菌的各种成分分离后，单独研究各自的作用，并没有应用到同位素示踪技术。能力提升9若1个35s标记的大肠杆菌被1个32p标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体()a一定有35s，可能有32pb只有35sc一定有32p，可能有35sd只有32p答案a解析被32p标记的噬菌体侵入大肠杆菌后，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸来复制形成子代噬菌体的dna，根据半保留复制原则，新合成的全部dna分子中将有两个dna分子含有被32p标记的母链，而新合成的蛋白质全部由大肠杆菌中被35s标记的氨基酸合成，因此一定含有35s。10用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测后，测得上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是()a离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌b搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离c噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体d32p标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中答案c解析32p标记的是噬菌体的核酸，核酸在侵染过程中进入大肠杆菌，所以放射性理论上应该全部在沉淀物中。但由于噬菌体的侵染过程并非都是同步的，有的噬菌体在大肠杆菌中增殖后使得细菌裂解，从而将其中带有放射性的噬菌体释放出来，经过搅拌和离心之后出现在上清液中。11对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是()a二者设计思路相同，都是设法将dna和蛋白质区分开，单独地、直接地研究它们在遗传中的作用b二者都运用了对照的原则，都巧妙地运用了同位素标记法c二者都能证明dna能指导蛋白质的合成d二者都能证明dna是主要的遗传物质答案a解析肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法，也没有证据表明dna能指导蛋白质的合成，故b与c错误；两个实验都能证明dna是遗传物质，但不能证明dna是主要的遗传物质，故d错误。12科学家从烟草花叶病毒(tmv)中分离出a型、b型两个不同品系，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()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型tmv感染植物a型a型b型tmv感染植物b型b型组合病毒(a型tmv的蛋白质b型tmv的rna)感染植物b型a型组合病毒(b型tmv的蛋白质a型tmv的rna)感染植物a型a型a.实验 b实验 c实验 d实验答案c解析烟草花叶病毒的遗传物质是rna，而蛋白质不是遗传物质，因此在实验中，组合病毒的遗传物质是b型，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型。13关于t2噬菌体的叙述，正确的是()at2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素bt2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中crna和dna都是t2噬菌体的遗传物质dt2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖答案d解析核酸中不含硫元素，故a错误。t2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故b错误。任何生物的遗传物质只能是dna或rna其中的一种，t2噬菌体的遗传物质是dna，故c错误。t2噬