2019_2020学年新教材高中生物第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质学案新人教版必修第二册.docx

第1节DNA是主要的遗传物质1初步形成遗传物质的结构与功能相统一的观点。(生命观念)2.认同科学结论获得的最基本的方法是实证，提升科学思维能力。(科学思维)3.体验科学探究的思路和方法，运用归纳和概括的方法，归纳出DNA是主要的遗传物质。(科学探究)一、肺炎链球菌的转化实验1肺炎链球菌的特点种类项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体致病性有无2.体内转化实验格里菲思的实验(1)原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。(2)实验过程及现象(3)结论：已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。3体外转化实验艾弗里的实验(1)原理：只有加入DNA时，R型细菌才能够转化为S型细菌。(2)过程(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。二、噬菌体侵染细菌的实验1T2噬菌体的结构2T2噬菌体的代谢与增殖(1)代谢：能寄生在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。(2)增殖：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。3实验过程4实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论32P标记的DNA有有DNA是遗传物质35S标记的蛋白质无无三、DNA是主要的遗传物质1不同生物的遗传物质项目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核酸种类DNA和RNADNA和RNADNARNA遗传物质DNADNADNARNA2.因为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。知识点一肺炎链球菌的转化实验1肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型细菌与S型细菌的致病性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照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用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系(1)所用材料相同；(2)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；(3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。(3)在转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。 发展素养 科学思维自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。(1)与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。(2)与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。1(2019菏泽高一检测)在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有()有致病性的R型活细菌无致病性的R型活细菌有致病性的S型活细菌无致病性的S型活细菌ABCD答案：B2(2019北京延庆高一期末)下图表示肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()ADNA酶的作用是水解S型细菌的DNAB结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数C该实验证明DNA是遗传物质D结果2中全部为R型肺炎链球菌解析：选B。DNA酶可以水解DNA，A正确；结果1中少数R型细菌转化为S型细菌，S型肺炎链球菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；结果2中全部为R型肺炎链球菌，D正确。知识点二噬菌体侵染细菌的实验1噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌2肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路的比较项目肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA与其他物质分开，或特异性地去除某一物质，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能处理方式的区别利用“减法原理”：每个实验组特异性地去除一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)(2)两个实验遵循相同的实验设计原则：单一变量原则、对照原则。(3)实验结论(或目的)的比较肺炎链球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。3(2019曲阜高一检测)下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是()A本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA不是蛋白质解析：选B。病毒的繁殖离不开细胞，要标记噬菌体，应先标记大肠杆菌细胞，A错误；本实验选用噬菌体作为实验材料是因为其结构组成只有蛋白质和DNA，B正确；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把大肠杆菌和噬菌体的蛋白质外壳分开，C错误；仅用35S标记噬菌体壳体蛋白做侵染细菌实验，在新形成的噬菌体中没有检测到35S，只能说明蛋白质没有进入大肠杆菌内，而不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，也不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。4下列是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，下列关于此实验的分析和结论，不正确的是()A上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体B此实验表明DNA是遗传物质C实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌D实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌解析：选C。上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体的蛋白质外壳，质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体，A项正确；此实验表明，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，DNA才是真正的遗传物质，B项正确；实验不能说明噬菌体的标记部分进入了细菌，因为噬菌体的蛋白质外壳不能进入细菌，进入细菌体内的只有噬菌体的DNA，C项错误，D项正确。核心知识小结要点回眸规范答题 S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。 在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。 T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。 肺炎链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。 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 因为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。随堂检测1(2019武汉高一检测)肺炎链球菌转化实验的部分过程如下图所示。下列叙述正确的是()AS型肺炎链球菌的菌落是粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落是光滑的BS型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活C从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌D该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的解析：选D。S型肺炎链球菌的菌落是光滑的，R型肺炎链球菌的菌落是粗糙的，A错误；因加热杀死的S型细菌不能在小鼠体内繁殖，所以仅注射该菌后小鼠存活，B错误；S型细菌中有活性的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，因此从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明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，但不能证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的，D正确。2(2019聊城高一检测)下图为肺炎链球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是()A都要加热处理B要将所有提取物与R型细菌共同培养C的结果是只有S型细菌或R型细菌一种菌落D的结果可能是有S型和R型细菌两种菌落解析：选D。题图中是加热处理S型细菌，是物质提取技术，A项错误；是将提取物分别与R型细菌混合培养，分别观察培养基上菌落的生长情况，B项错误；的结果是可能在培养基上出现S型和R型细菌两种菌落，意味着两种细菌都有，C项错误，D项正确。3(2019烟台高一检测)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是()A用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质B该实验的步骤是标记、培养、离心、搅拌、检测C用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D该实验证明了DNA是遗传物质解析：选D。应该用32P、35S分别标记两组T2噬菌体的DNA和蛋白质，然后分别做侵染细菌的实验，A项错误；该实验的步骤中，应该是搅拌后再离心，B项错误；病毒必须依赖活细胞生存，T2噬菌体的培养需要用活的大肠杆菌，C项错误；该实验的结论为DNA是遗传物质，D项正确。4(2019湖北天门调研)下图是“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验，其中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中方框内代表大肠杆菌。下列关于本实验的叙述，不正确的是()A图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的，其营养成分中的P应含32P标记B若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照C图中若只有C中含大量放射性，可直接证明噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌D实验中B对应的部分有少量放射性，可能原因是实验时间过长，部分细菌裂解解析：选A。题图中亲代噬菌体已用32P标记，会侵入大肠杆菌内进行增殖，培养大肠杆菌的培养液中不能用含32P标记的无机盐，A错误；若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，与上一组相互对照来验证蛋白质是否为遗传物质，B正确；题图中若只有沉淀物C中含大量放射性，可直接证明是噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌，C正确；若本组实验中B(上清液)对应的部分出现放射性，可能是培养时间过长，造成部分细菌裂解，D正确。5(2019滨州高一检测)下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此判断，下列叙述正确的是()A水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNABTMV的蛋白质不能进入烟草细胞中CTMV遗传物质的基本组成单位是脱氧核苷酸DRNA是TMV的主要遗传物质解析：选A。水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；TMV的蛋白质可以被接种到正常烟草细胞内，B错误；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，其基本组成单位是核糖核苷酸，C、D错误。6(2019青岛高一检测)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RNAABCD解析：选C。细胞生物的遗传物质是DNA，无论是真核生物还是原核生物，正确，错误；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，正确，错误；流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，错误。7请写出下列与探索遗传物质的经典实验分别对应的结论。答案：转化因子稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是遗传物质主要的遗传物质课时作业A级合格考通关区1(2019枣庄高一检测)在肺炎链球菌的转化实验中，R型细菌转化成S型细菌的转化因子是()A细菌荚膜B细菌蛋白质CR型细菌的DNADS型细菌的DNA解析：选D。S型细菌的DNA进入R型细菌体内，整合到R型细菌的DNA上，使R型细菌转化为S型细菌，D符合题意。2艾弗里和同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表所示。由表可知，下列叙述正确的是()实验编号接种菌型S型细菌的提取物酶的种类培养皿菌落情况R型蛋白酶R型、S型R型酯酶R型、S型R型RNA酶R型、S型R型DNA酶R型R型R型、S型注：“”表示加入，“”表示不加入。A不能说明S型细菌的蛋白质不是转化因子B该实验利用了酶的高效性C说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质答案：C3某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如下图所示。下列相关叙述正确的是()A活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌B由注射和的结果可知，活或死的S型细菌都能使小鼠死亡C在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来D死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内发生了转化解析：选C。肺炎链球菌的R型细菌没有荚膜、无致病性，S型细菌有荚膜、有致病性。由题中实验结果可知，将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的鼠2体内检测出活菌乙，注射是将检测出的活菌乙注射到鼠4体内，结果鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡，B错误；结合对B项的分析可知，在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来，C正确；注射是将死菌乙注射到鼠3体内，鼠3不死亡，说明鼠3体内未发生转化，D错误。4(2019菏泽检测)噬菌体体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌体内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是()A外壳中有35S和32S，DNA内只含有32PB外壳中只有32S，DNA内只含有32PC外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31PD外壳中只有32S，DNA内都含有31P解析：选D。由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体体内没有35S，只有32S，A、C不符合题意；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体DNA内都含有31P，B不符合题意，D符合题意。5赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体()A侵染大肠杆菌后会裂解寄主细胞B只将其DNA注入大肠杆菌细胞中CDNA可用15N放射性同位素标记D蛋白质可用32P放射性同位素标记解析：选B。噬菌体的组成成分有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用它们各自特有的元素S和P，不能用共有元素N。蛋白质的组成元素中一般没有P。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，B符合题意。6下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，下列对这种病原体的叙述，正确的是()A寄生于细胞内，通过RNA遗传B可单独生存，通过蛋白质遗传C寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D可单独生存，通过RNA遗传解析：选A。据题图可知，这种病原体由RNA和蛋白质组成，分别用其RNA和蛋白质给植物接种，发现只有接种病原体的RNA的植物得病，说明该病原体的遗传物质为RNA，该病原体为RNA病毒；病毒必须寄生在活细胞内，不能单独生存。7DNA是主要的遗传物质是指()A遗传物质的主要载体是染色体B绝大多数生物的遗传物质是DNACDNA大部分在染色体上D染色体在遗传上起主要作用解析：选B。一切有细胞结构的生物，体内既含有DNA又含有RNA，但遗传物质是DNA。DNA病毒也以DNA作为遗传物质，只含RNA的病毒以RNA作为遗传物质。绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，B符合题意。8肺炎链球菌能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。已知其有许多不同菌株，但只有光滑型(S)菌株能引起疾病。这些有毒菌株的细胞外面有多糖类的胶状荚膜保护，使它们不被宿主的正常防御机构破坏。下列是1928年格里菲思所做的实验，据图回答下列问题：(1)从D组实验中的小鼠体内可分离出_。(2)为了解释上述实验现象，科学家从S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等成分，分别与R型细菌一起培养。结果发现：S型细菌的DNA与R型细菌混合，将混合物注入小鼠体内，可使小鼠致死，这说明_。S型细菌的蛋白质或多糖与R型活菌混合并注入小鼠体内，小鼠_，小鼠体内只能分离出_。(3)如果将DNA酶注入活的S型细菌中，再将这样的S型细菌与R型活菌混合，混合物不使小鼠致死，原因是_。(4)上述转化实验直接证明了_。解析：(1)D组实验小鼠患病死亡，体内一部分R型细菌转化为S型细菌，而另一部分R型细菌没有被转化，仍大量增殖。(2)S型细菌的DNA与R型活细菌混合，会使后者转化为S型细菌；蛋白质、多糖等其他成分不能使R型细菌发生转化。(3)DNA酶会将S型细菌的DNA水解，水解的产物不会引起R型细菌的转化。(4)因为只有DNA会引起R型细菌的转化，所以可以证明DNA是遗传物质。答案：(1)活的S型细菌和R型细菌(2)S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌不致死R型细菌(3)DNA被DNA酶分解(4)DNA是遗传物质9下图是烟草花叶病毒侵染烟草的实验示意图。据图回答下列问题：(1)在丙组实验中观察到的现象是_；结论是_。(2)在乙组实验中观察到的现象是_；结论是_。(3)设置甲组实验的目的是_。解析：该实验中分别用病毒的蛋白质外壳和RNA侵染正常烟草叶，来确定谁是遗传物质。答案：(1)烟草叶感染花叶病RNA是遗传物质(2)烟草叶不感染花叶病蛋白质不是遗传物质(3)作为对照实验B级等级考拟战区10(2019安徽马鞍山二中月考)在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型细菌和S型细菌的数量变化曲线为()解析：选B。在肺炎链球菌的体外转化实验中，R型细菌能在培养基中大量增殖；加热杀死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，S型细菌也能在培养基中大量增殖，所以曲线都上升，但R型细菌的数量要多于S型细菌，故B符合题意。11赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是()A搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与大肠杆菌分离B32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低D本实验的结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性解析：选C。上述实验中通过搅拌可使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与大肠杆菌分离，A正确；32P标记的T2噬菌体在侵染细菌的过程中，32P标记的DNA进入大肠杆菌体内，因此32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性，其原因可能是保温时间过短，部分32P标记的T2噬菌体的DNA还未注入大肠杆菌体内，也可能是保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后，子代释放出来，经离心后分布于上清液中，B正确；如果离心前混合时间过长，由于大肠杆菌裂解，含有32P的T2噬菌体释放出来，会导致上清液中放射性升高，C错误；本实验由于亲代T2噬菌体的DNA参与了子代T2噬菌体的合成，故说明了DNA在亲子代之间的传递具有连续性，D正确。12艾弗里等人的肺炎链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是前者是特异性地去除某一物质，后者是将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：选B。两个实验都采用了对照实验的方法，而噬菌体侵染细菌的实验还采用了同位素标记法，A项错误；两个实验的设计思路有所不同，