2023届 一轮复习 人教版 DNA是主要的遗传物质 学案

1、第18讲 DNA是主要的遗传物质课标要求 人类对遗传物质的探索过程。考点一 肺炎链球菌转化实验必备知识整合1.格里菲思的体内转化实验1）实验材料：S 型和R 型肺炎链球菌项目菌落荚膜毒性S 型光滑有 有 R 型粗糙无 无 2）实验过程及结果结果分析：实验对比说明 R 型细菌无毒性,S 型细菌有致病性 。实验对比说明 被加热杀死的S 型细菌无致病性 。实验对比说明 R 型细菌转化成了S 型细菌 。3）实验结论: 已经被加热杀死的S 型细菌中,含有使R 型细菌转化为S 型细菌的“转化因子” 。2.艾弗里体外转化实验1）方法：依次用不同酶处理S 型细菌的细胞提取物后，观察其转化活性。2）3）结果分析

2、实验是对照组，是实验组；实验分别说明 蛋白质、RNA、脂质没有转化作用 ；实验说明 DNA 有转化作用。4）结论： DNA 是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。教材基础诊断1. S 型肺炎链球菌可以使人和小鼠患败血症而死亡,具有致病性。（必2 P43正文）( )2. 格里菲思实验中,第四组死亡小鼠身上分离得到的S 型活细菌是由S 型死细菌转化而来的。（必2 P43图3-2）( )3. 格里菲思的实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。（必2 P43正文）( )4. 在艾弗里的实验中,DNA酶将S 型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸,因此不能使R 型细菌发生转化。（必2 P44

3、图3-3）( )5. 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。（必2 P44正文）( )教材深度拓展1. （必2 P43图3-2）1） 在体内转化实验中,如果没有第三组实验,不能（填“能”或“不能”）得出格里菲思的结论,原因是无对照实验,不能说明加热后杀死的S 型细菌含有促使R 型活细菌转化成S 型活细菌的转化因子。2） 第四组实验,在死亡的小鼠体内,是否只存在S 型活细菌？不是,原因是只有少部分R 型细菌转化为S 型细菌。3） 如果由你设计完成体内转化实验,应该注意哪些无关变量对实验的影响?四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠;所用R 型活菌液、S 型活菌液的浓度及注

4、射量应该相同。2. （必2 P44图3-3）1） 体外转化实验中导致R 型细菌转化为S 型细菌的遗传物质由S 型细菌提供,原料、能量由R 型细菌提供,转化的实质是S 型细菌DNA与受体细胞DNA之间的重组,使受体细胞获得了新的遗传信息,即广义上的基因重组。2） 实验中设置“S 型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是起对照作用,用DNA酶分解从S 型细菌中提取的DNA,不能使R 型细菌转化,可见DNA被分解后的产物不能使R 型细菌转化,进一步说明DNA才是使R 型细菌转化的物质。重难突破1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较比较项目体内转化实验体外转化实验科学家格里菲思艾弗里及其同事细菌培养

5、场所小鼠体内培养基（体外）实验构思用加热致死的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利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落类型实验结论S 型细菌体内有转化因子S 型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质联系所用材料相同：都巧妙选用R 型和S 型两种肺炎链球菌；体内转化实验是体外转化实验的基础,说明S 型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA；实验设计都遵循对照原则和单一变量原则2.肺炎链球菌转化实验的4个注意点1）加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死S 型

6、细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。2）并非所有的R 型细菌都能被转化,只是少部分R 型细菌被转化成S 型细菌。3）肺炎链球菌体外转化实验利用的是减法原理，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。4）体内转化实验不能简单地说成S 型细菌的DNA可使小鼠致死,而是具有致病性的S 型细菌可使小鼠致死。关键能力提升考向一 肺炎链球菌转化实验的分析（科学探究、科学思维）1. 2021湖南四大名校联考用肺炎链球菌甲、乙进行如下的转化实验，对此有关叙述中正确的是( B )活菌甲注射到小鼠A 体内，小鼠A 存活；死菌乙注射到小鼠B

7、体内，小鼠B 存活；活菌甲与死菌乙混合培养后，注射到小鼠C 体内，小鼠C 死亡。A. 活菌甲是无荚膜的S 型细菌，活菌乙是有荚膜的R 型细菌B. 能从死亡的小鼠C 血液中分离出活菌甲和乙，甲的数量要远多于乙C. R 型细菌转化为S 型细菌的原理是基因突变D. 该实验证明了DNA是使R 型细菌转化为S 型细菌的转化因子解析活菌甲注射到小鼠体内，小鼠存活，则说明活菌甲是无荚膜的R 型细菌，则死菌乙是有荚膜的S 型细菌，A错误；死亡的小鼠C 血液中能分离出活菌甲和乙，甲的数量要远多于乙，因为只有少数R 型细菌转化为了S 型细菌，B正确；R 型细菌转化为S 型细菌的原理是基因重组，C错误；该实验不能证

8、明DNA是使R 型细菌转化为S 型细菌的转化因子，D错误。2. 2021广东珠海一中考前模拟艾弗里及其同事用R 型和S 型肺炎链球菌进行培养实验，结果如表。下列叙述正确的是( D )实验组号接种菌型对要加入的S 型细菌的细胞提取物所进行的处理培养基长菌情况一R 型R 型、S 型二R 型蛋白酶R 型、S 型三R 型RNA酶R 型、S 型四R 型酯酶R 型、S 型五R 型DNA酶R 型实验采用了自变量控制中的“加法原理”第一、第二组说明蛋白质不是转化因子加入DNA酶后细胞提取物失去转化活性该实验说明DNA是生物主要的遗传物质A. B. C. D. 解析实验的不同组中加入不同的酶是为了特异性地去除某

9、种物质，采用的是自变量控制中的“减法原理”，错误；第二组中加入蛋白酶后，培养基中仍出现S 型细菌，所以与第一组对照，能说明S 型细菌的蛋白质不是转化因子，正确；第五组加入DNA酶后，R 型细菌不能转化为S 型细菌，即细胞提取物失去转化活性，正确；该实验不能说明DNA是主要的遗传物质，只能说明DNA是遗传物质，错误。考向二 肺炎链球菌转化实验拓展分析（科学思维）3. 2021四川成都七中模拟在肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的S 型细菌与R 型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S 型、R 型细菌含量变化情况最可能是( B )A. B. C. D. 解析随着R 型细菌转化成S 型

10、细菌，S 型细菌的数量变化呈现“S ”形曲线。R 型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R 型细菌数量又开始增加。4. 2021福建龙岩上杭一中最后一卷格里菲思在进行肺炎链球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能成功，他将高温杀死的S 型菌与R 型活菌混合物在培养基中培养时，很难得到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R 型菌的抗体，在体外就比较容易观察到转化现象。下列说法不合理的是( A )A. 抗R 型菌抗体使S 型菌的DNA较易进入R 型细菌，易发生转化作用B. R 型细菌对小鼠免疫力的抵抗力较S 型细菌弱，因此在小鼠体内容易转化成功C. 未加抗R 型菌抗

11、体的培养基中R 型菌的竞争力较强，很难看到转化现象D. 可通过培养基上菌落的特征判断是否出现转化现象解析在体外条件下，发生转化的S 型菌很少，R 型菌在竞争中处于优劣，故很难得到转化现象，加入抗R 型菌的抗体，抑制R 型菌生长繁殖，易观察到S 型菌，A错误，C正确；根据题意，格里菲思转化实验只有在小鼠体内才能成功，而艾弗里实验需要在培养基中加入一定量的抗R 型菌的抗体才易发生转化，说明S 型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，B正确；R 型菌的菌落表现粗糙，S 型菌的菌落表现光滑，所以实验过程中，可通过观察菌落的特征来判断是否发生转化，D正确。考点二 噬菌体侵染细菌实验必备知识整合1.实验材料：T

12、2 噬菌体和大肠杆菌1 ）T 2 噬菌体的结构及生活方式答案见图中2）实验方法： 放射性同位素标记法 ，用35S 、32P 分别标记噬菌体的 蛋白质 和 DNA 。 2.实验过程及结果1）标记噬菌体答案见图中2）已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌提示 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。3.实验结果分析1）噬菌体侵染细菌时， DNA 进入细菌细胞中，而 蛋白质外壳 留在细胞外。2）子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的 DNA 遗传的。4.结论: DNA 是遗传物质。教材基础诊断1. 噬菌体侵染细

13、菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。（必2 P44正文）( )2. T 2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。（必2 P45正文）( )3. 在T2噬菌体的化学组成中,60% 是蛋白质,40% 是DNA,仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中。（必2 P45相关信息）( )4. 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。（必2 P45正文）( )5. 离心管内的沉淀物中主要是被侵染的大肠杆菌。（必2 P45正文）( )教材深度拓展1. （必2 P46思考与讨论1）噬菌体侵染细菌实验中,以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点是个体很小,结

14、构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物,病毒无细胞结构,只有核酸和蛋白质外壳。繁殖快,细菌2030 min 就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖。2. （必2 P45正文）请写出将T2噬菌体标记上32P 的步骤：1） 配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P 标记的脱氧核苷酸，作为合成DNA的原料；2） 在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养；3） 在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P 。3. （必2 P47拓展应用2）结合教材两大经典实验,尝试总结DNA作为遗传物质具备的条件有哪些?重难突破

15、1.艾弗里肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较项目艾弗里肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路设法将DNA与其他物质分开,单独、直接地研究它们各自不同的作用设计原则对照原则和单一变量原则处理方式的区别分别用蛋白酶、RNA酶、DNA酶和酯酶处理S 型细菌的细胞提取物,之后与R 型活细菌混合培养放射性同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P 和35S ）实验结论DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质2.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析1 ）32P 标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌2 ）35S 标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌关键能力提升考向一

16、噬菌体侵染细菌实验的过程分析（科学探究、科学思维）1. 2022山西大同摸底如图为用32P 标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，相关叙述错误的是 ( C )A. 锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，其中应不含32P B. 搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离C. 若实验操作正确，放射性主要集中在上清液中D. 仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S 标记噬菌体的实验解析锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，标记应只来源于被标记的噬菌体，培养大肠杆菌的培养液中不能有放射性，所以培养液中不添加32P ，A正确；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，B正

17、确；32P 标记的是噬菌体的DNA，DNA进入大肠杆菌随大肠杆菌沉淀，故放射性主要集中在沉淀物中，C错误；证明DNA是遗传物质需要设计两组实验，即分别用35S 和32P 标记的噬菌体去侵染大肠杆菌，两组实验结果对比得出DNA是遗传物质的结论，故仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质，还需一组用35S 标记噬菌体的实验，D正确。2. 2021山东潍坊一中开学摸底分别用含有32P 和14C 的培养基培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到含32P 或含14C 标记的T2噬菌体,然后用32P 或14C 标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短暂保温,再进行搅拌、离心后检测放射性元

18、素分布情况。下列相关分析错误的是( D )A. 32P 标记组,沉淀物中放射性明显高于上清液B. 14C 标记组,沉淀物和上清液中放射性均较高C. 32P 标记组,32P 只存在于部分子代噬菌体的DNA中D. 14C 标记组,14C 存在于子代噬菌体的DNA和蛋白质中解析32P 标记组中，32P 存在于标记的T2噬菌体的DNA分子中，随DNA分子进入未被标记的大肠杆菌，放射性主要存在于沉淀物中，只有部分子代噬菌体的DNA中含有32P ，A、C正确；14C 标记组中，14C 存在于标记的T2噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳中，14C 标记的DNA分子进入未被标记的大肠杆菌，存在于沉淀物中，14C

19、标记的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，主要存在于上清液中，故沉淀物和上清液中放射性均较高，B正确；由于合成子代噬菌体蛋白质的原料全部来自大肠杆菌，因此子代噬菌体蛋白质中不存在14C ，D错误。题后悟道归纳“二看法”判断子代噬菌体标记情况考向二 噬菌体侵染细菌实验的拓展及应用（科学思维）3. 如图1中的噬菌斑（白色区域），是在长满大肠杆菌的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现利用培养基培养并连续取样，得到噬菌体在侵染大肠杆菌后数量的变化曲线（如图2），下列叙述错误的是( D )图1图2A. 培养基中加入含35S 或32P 的

20、营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现B. 曲线a b 段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成C. 限制c e 段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解D. 曲线b c 段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代解析T 2 噬菌体必须寄生在大肠杆菌中，依赖大肠杆菌提供繁殖所需的原料，培养基中加入含35S 或32P 的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现，A正确；曲线a b 段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成，为噬菌体繁殖准备物质基础，B正确；限制c e 段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解，C正确；曲线

21、b c 段所对应的时间内噬菌体数量扩大了10倍，而不是繁殖了10代，D错误。4. 如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( C )A. 可在培养基中加入3H- 尿嘧啶用以标记RNAB. 参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C. 第0 min 时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录D. 随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制解析尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H- 尿嘧啶标记RNA，A正确；能与DNA杂交的RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min 时，

22、大肠杆菌还没有被T4噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，C错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明其转录受到抑制，D正确。考点三 烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质必备知识整合1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验1）实验过程及现象答案见图中2）实验结论 RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质, 蛋白质 不是烟草花叶病毒的遗传物质。提醒 烟草花叶病毒TMV 的增殖方式与噬菌体增殖方式类似，TMV 裸露的RNA可以通过植物叶片摩擦形

23、成的微伤口进入植物细胞。一旦TMV 的RNA顺利进入烟草的细胞内，就能像噬菌体一样繁殖，产生新的TMV ，从而让烟草植株感染。2.DNA是主要的遗传物质:DNA是主要的遗传物质,因为实验证明 绝大多数 生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。3.加法原理与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）加法原理：与常态比较，人为 增加 某种影响因素，称为“加法原理”，如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。2）减法原理：与常态比较，人为 去除 某种影响因素，称为“减法原理”，如艾弗里肺炎链球菌转化实验中每个组特异性去除一种物质。教材基础诊断1. 烟草花叶

24、病毒的遗传物质主要是RNA。（必2 P46正文）( )2. 细胞生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是RNA。（必2 P46正文）( )3. 绝大多数生物的遗传物质是DNA,少部分病毒的遗传物质是RNA。（必2 P46正文）( )关键能力提升考向一 RNA是遗传物质的实验探究（科学思维）1. 2021山西运城调研已知烟草花叶病毒TMV 和车前草病毒HRV 都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV 的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是( A )A. 本实验运用了对照原则，无空白对照组B. 实验过程中重组病毒的后代是HRV C. 该实验只能说明RNA是HRV 的遗传物质D. 若运用放射性同位素标记法，不能选择15N 标记解析a 组和b 组分别由TMV 和HRV 直接侵染烟草叶片，属于空白对照组，A错