学案25 DNA是主要的遗传物质届高考生物第一轮复习学案教案.docx
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学案25DNA是主要的遗传物质届高考生物第一轮复习学案教案
第六单元遗传的分子基础
学案25DNA是主要的遗传物质
考纲要求
人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）。
复习要求：
熟练掌握肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌实验的设计思路和结论分析
基础自查
1．肺炎双球菌转化实验
观察下面两个过程图，回答问题：
体内转化实验
体外转化实验
时间、人物
1
实验材料
R型细菌
S型细菌
实
验
过
程
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
结 论
二、噬菌体侵染细菌实验
1．实验材料——T2噬菌体
2、过程：
3．结论：
DNA是遗传物质。
三、证明RNA是遗传物质的实验
1．烟草花叶病毒组成：
2.实验过程：
3．结论：
4、DNA是主要的遗传物质：
因为
课堂深化探究
一．肺炎双球菌转化实验
1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验
（1）实验材料？
（2）对照实验哪是对照组，哪是实验组？
（3）实验结论：
2．艾弗里证明DNA是遗传物质的实验
（1）实验材料：
R型活细菌；分离提纯的S型细菌中的蛋白质、DNA、多糖等各成分；DNA水解酶；细菌培养基等。
（2）实验思路？
（3）对比实验与对照实验。
（4）实验结果与结论？
特别提醒：
1．加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
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，即实现了基因重组。
3．体内、体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照实验原则，各实验相互为对照，增强了结论的说服力。
二、噬菌体侵染细菌的实验及遗传物质辨析
（一）噬菌体侵染细菌的实验分析
1．实验思路及方法：
2．侵染特点及过程
特别提醒
噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。
3．结果及分析
分组
结果
结果分析
对比试验
（相互对照）
含32P噬菌体+细菌
含35S噬菌体+细菌
提醒 该实验可同时证明：
①DNA分子具有相对稳定性。
②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。
③DNA能控制蛋白质的生物合成。
都不能证明DNA分子产生可遗传的变异。
（二）与肺炎双球菌转化实验的比较
相同点
不同点
方法不同
艾弗里实验
噬菌体侵染细菌实验
（三）生物的遗传物质
1.RNA是遗传物质的实验
（1）实验材料：
（2）实验过程：
（3）实验结果：
。
总体实验设计思路是：
2．主要的遗传物质
（1）事实
（2）结论：
对应训练
1．（2012·淮北一中模拟）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型菌生长。
设置本实验步骤的目的是（ ）
A．证明R型菌的生长并不需要S型活细菌的DNA
B．用以补充R型菌生长过程中所需要的营养物质
C．直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化为S型菌的因素
D．与“以S型活细菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
2（2012·山东师大附中一模）下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是（ ）
A．需要对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定
B．转化的有效性与R型细菌的DNA纯度有密切关系
C．肺炎双球菌的遗传物质主要存在于拟核
D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是
3．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的（ ）
A．本实验所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为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C．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．若噬菌体繁殖三代，则子代噬菌体中含35S的占1/4
4（2011·江苏卷）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
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
D．32P、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
5（2012·潍坊质量监测）在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，下列对于沉淀物中含有少量放射性物质的解释，正确的是（ ）
A．经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B．离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D．少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌
实验探究
（2012·烟台调研）阅读以下材料，回答有关问题。
从2009年3月底开始，墨西哥、美国等国接连爆发大规模甲型H1N1流感疫情，并迅速蔓延至北美地区以外的国家，全球拉响防疫警报。
某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：
甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
下面是兴趣小组为探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。
（1）实验目的：
_____________________________________。
（2）材料用具：
显微注射器，甲型H1N1流感病毒的核酸提取液，胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
（3）实验步骤：
第一步：
把甲型H1N1流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，___________________________________________；
第二步：
取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中；
第三步：
将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从（4）请预测结果及结论：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③若A、B、C三组均出现甲型H1N1流感病毒，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有甲型H1N1流感病毒产生。
限时训练
题组一 肺炎双球菌转化及噬菌体侵染细菌实验
1.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
2（2012·山东临沂一模）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
有关这两个实验的叙述中，不正确的是（ ）
A．都选用结构简单的生物作为实验材料，繁殖快、容易观察因遗传物质改变而引起的变异
B．设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开研究各自的效应
C．肺炎双球菌的转化实验“R型菌＋S型菌DNA会得到S型菌”，因此用S型菌＋R型菌DNA也会得到R型菌
D．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记DNA和蛋白质，研究DNA是噬菌体的遗传物质
3（2012·平顶山一中模拟）某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌
③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌
一段时间后离心，以上4个实验检测到放射性的主要部位是（ ）
A．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀
C．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液
D．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液
4．如果用3H、15N、32P、35S标记T2噬菌体，让其侵染细菌，对产生的子代噬菌体进行检测，下列叙述正确的是（ ）
A．可在外壳中检测到3H、15N、32P
B．可在DNA分子中检测到3H、15N、32P
C．可在外壳中检测到3H、15N、32S
D．可在DNA分子中检测到32P、35S
5．噬菌体侵染细菌的实验能证明（ ）
①DNA分子结构的相对稳定 ②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性 ③DNA能指导蛋白质合成 ④DNA能产生可遗传变异 ⑤DNA是遗传物质
⑥DNA是主要的遗传物质
A．①②③④B．②③⑤
C．①④⑥D．④⑥
6．（原创题）将噬菌体用15N进行标记，放在未被标记的大肠杆菌中培养一段时间，子代噬菌体所含标记元素的情况是（ ）
A．外壳中含有15N
B．子代噬菌体DNA都含有15N
C．子代噬菌体外壳部分含15N
D．子代噬菌体DNA部分含有15N
题组二 DNA是主要的遗传物质
7（2012·南通调研）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，由此可以判断（ ）。
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
8．下列关于遗传物质的说法，错误的是（ ）
①真核生物的遗传物质是DNA ②原核生物的遗传物质是RNA ③细胞核中的遗传物质是DNA ④细胞质中的遗传物质是RNA ⑤甲型流感病毒的遗传物质是DNA或RNA ⑥细胞生物的遗传物质是DNA ⑦细胞生物的遗传物质主要是DNA
A．①②③B．②③④
C．②④⑤⑦D．③④⑤
9．下列有关生物体遗传物质的叙述，不正确的是（多选）（ ）
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
题组三 应用提升
10．有人试图通过实验来了解H5N1型禽流感病毒侵染家禽的过程，设计实验如下：
一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是（ ）
选项
放射性
S元素
P元素
A
全部无
全部32S
全部31P
B
全部有
全部35S
多数32P、少数31P
C
少数有
全部32S
少数32P、多数31P
D
全部有
全部35S
少数32P、多数31P
11.甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂交病毒”丙，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为（ ）
12.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下图是实验的部分过程：
（1）写出以上实验的部分操作过程：
第一步：
用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。
如何实现对噬菌体的标记？
请简要说明实验的设计方法。
________________________________________________________________________。
第二步：
用被35S标记的噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合。
第三步：
一定时间后，在搅拌器中搅拌后再进行离心。
（2）以上实验结果能否说明遗传物质是DNA？
为什么？
________________________________________________________________________。
（3）噬菌体侵染大肠杆菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要（ ）
A．大肠杆菌的DNA及其氨基酸
B．噬菌体的DNA及其氨基酸
C．噬菌体的DNA和大肠杆菌的氨基酸
D．大肠杆菌的DNA及其噬菌体的氨基酸
13．回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
Ⅰ.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤：
（1）写出以上实验的部分操作过程。
第一：
用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。
如何实现对噬菌体的标记？
请简要说明实验的设计方法。
____________________________________________________________。
第二步：
用被35S标记的噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合。
第三步：
一定时间后，在搅拌器中搅拌，然后再进行离心。
（2）以上实验结果能否说明遗传物质是DNA？
为什么？
____________________________________________________________。
Ⅱ.用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T2噬菌体有抗性的大肠杆菌，这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。
下图为简要处理的方法：
1）在紫外线作用下，大肠杆菌的膜蛋白质发生改变的根本原因是______________________________________________。
（2）如何将图中的抗T2噬菌体抗性菌株从混合菌株中筛选出来？
________________________________________________________________。
高考真题体验
1.（2012山东）5.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是[来源:
中|国教|育出|版网]
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1：
49
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
2.（2012重庆）2.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
3.（2012上海）11·赫尔希（A．Hershey）和蔡斯（M．Chase）于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了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宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA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
4.（2012江苏）2.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是（）
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
5.（2011·广东卷，2）艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。
从表可知（ ）
实验组号
接种菌型
加入S型菌物质
培养皿长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA（经DNA酶处理）
R型
A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
6.（2011·江苏卷，12）关于“噬菌体侵染细胞的实验”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
D．32P、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
7.（2011·江苏卷）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标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．35S、32P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
8．（2010·海南卷）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，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测见下表。
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、3B．1、4C．2、3D．2、4
9．（2010·上海）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35S
C．一定有32P，可能有35SD．只有32P
10判断正误
（1）（2010·广东卷—D）DNA是主要的遗传物质（ ）。
（2）（2009·江苏生物5—A）豌豆的遗传物质主要是DNA（ ）。
（3）（2009·江苏生物5—B）酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上（ ）。
学案25DNA是主要的遗传物质答案与解析
基础自查
1．肺炎双球菌转化实验
体内转化实验
体外转化实验
时间、
人物
1928年 英国科学家格里菲思
1944年 美国科学家艾弗里和他的同事
实验
材料
R型细菌
菌体无多糖荚膜、菌落表面粗糙、无毒性
R型活菌，S型细菌的DNA、蛋白质、多糖荚膜
S型细菌
菌体有多糖荚膜、菌落表面光滑、有毒性
实
验
过
程
Ⅰ
将R型活菌注射到小鼠体内―→小鼠不死亡
R型活菌和SDNA混合培养―→既有R型菌，也有S型菌
Ⅱ
将S型活菌注射到小鼠体内―→小鼠死亡
R型活菌和S蛋白质混合培养―→只有R型菌
Ⅲ
将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内―→小鼠不死亡
R型活菌和S多糖荚膜混合培养―→只有R型菌
Ⅳ
将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内―→小鼠死亡
R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养―→只有R型菌
结 论
加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”
SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质
二、噬菌体侵染细菌实验
1.
（1）DNA 头部 蛋白质
（2）寄生 大肠杆菌 不能 2.高 低 未检测到 低 高 检测到 3.DNA
思考 通过对噬菌体中蛋白质和DNA的研究表明，仅在蛋白质中含有S，而P几乎都存在于DNA分子中。
2、
（2）S32、S32（3）宿主细胞宿主细胞宿主细胞宿主细胞
3．结论：
DNA是遗传物质。
三、证明RNA是遗传物质的实验
1．烟草花叶病毒组成：
RNA和蛋白质。
3．结论：
RNA是遗传物质。
四、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。
课堂深化探究
一．肺炎双球菌转化实验
1．
（1）S型肺炎双球菌－－菌体有多糖类的荚膜，菌落表面光滑，有毒性可使小鼠患败血症死亡。
R型肺炎双球菌－－菌体无多糖类的荚膜，菌落表面粗糙，无毒性。
（2）对照组是前三组；实验组是第四组。
（3）加热杀死的S型细菌中，必然含有某种转化因子使得R型活细菌转化成S型活细菌。
2．
（2）将S型细菌体内的蛋白质、DNA等物质分离开，单独地、直接地观察它们各自的生理作用。
（3）对比实验与对照实验。
（4）只有加入DNA成分的这一组出现S型活细菌并可遗传；说明转化因子是DNA，同时也说明保证DNA分子结构的完整性其才具有转化作用。
二、噬菌体侵染细菌的实验及遗传物质辨析
（一）1．S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。
2．
（1）进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。
（2）噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。
3．结果及分析
分组
结果
结果分析
对比试验（相互对照）
含32P噬菌体+细菌
上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内
32P—DNA进入了宿主细胞内
含35S噬菌体+细菌
宿主细胞内五35S，35S主要分布在上清液中
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面
（二）与肺炎双球菌转化实验的比较
相同点
①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同
②都遵照了对照原则
③都能证明DNA是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质
不同点
方法
不同
艾弗里实验
直接分离：
分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
噬菌体侵染细菌实验
同位素标记法：
分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）
（三）生物的遗传物质
1.
（1）烟草花叶病毒（只有RNA和蛋白质）、烟草等。
（2）先从烟草花叶病毒中提取出蛋白质和RNA，然后分别用它们去感染烟草，观察它们各自的感染情况。
（3）蛋白质不能使烟草出现感染病毒症状，而RNA却能使烟草产生感染病毒症状。
分别将蛋白质、DNA等物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。
3.绝大多数生物的遗传物质是DNA，DNA是主要的遗传物质。
2．主要的遗传物质
（1）
生物
（2）绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
对应训练
1．解析：
DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA并与活的R型菌混合培养，培养基中只有R型菌生长；从S型活细菌中提取的DNA与活的R型菌混合，培养基中R型、S型两种菌都生长，通过两实验的对照，进一步证明DNA是遗传物质。
答案：
D
2解析：
转化的有效性与S型细菌的DNA纯度有关，纯度越高，转化越有效。
答案：
B
3．解析：
病毒的繁殖离不开活细胞，要标记噬菌体，应先标记培养噬菌体的细菌细胞。
实验中采用搅拌的手段是为了把细菌和噬菌体的蛋白质外壳分开。
35S标记蛋白质外壳，外壳没有注入细菌中，子代噬菌体中不含有35S。
答案：
B
4C解析：
A错，噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养。
B错，B项保温时间不能过长，若保温时间太长则可能有子代含32P的噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测中32P。
C正确，35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌
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