高三生物一轮复习--DNA是主要的遗传物质--学案.doc

DNA是主要的遗传物质
DNA是主要的遗传物质
要求
人类对遗传物质的探索过程
Ⅱ
考纲要求：

【课前预习】
一．肺炎双球菌的转化实验
1、格里菲思的体内转化实验

菌落
荚膜
毒性
R型

S型

（1）肺炎双球菌的类别：

（2）实验过程及现象：
①R型活菌→小鼠体内， 小鼠
②S型活菌→小鼠体内， 小鼠
③加热杀死的S型细菌→小鼠体内， 小鼠
④R型活菌+加热杀死的S型细菌→小鼠体内， 小鼠

（3）实验结论： 。
2、艾弗里的体外转化实验
（1）设计思路： 。
（2）实验过程及结果

（3）实验结论： 。
二．噬菌体侵染细菌的实验
1、T2噬菌体的特点（1）结构：外壳由 构成，头部内含有 。
（2）生活方式： 。
（3）噬菌体侵染细菌经过 → → → → 五个过程。
2、实验过程
（1）被35S标记的噬菌体+大肠杆菌

（2）被32P标记的噬菌体+大肠杆菌

3、实验结果及分析
（1）噬菌体侵染细菌时， 进入细菌细胞中，而 留在外面。
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代 来遗传的。
4、实验结论： 。
5、选择同位素标记时为什么要选择35S和32P而不选择14C和18O？

6、如何用32P、35S标记噬菌体？

7、离心的目的 。

搅拌的目的 。
三．RNA也是遗传物质的证明实验
1、过程及结果：
烟

草
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　烟草被感染
烟草花叶病毒
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　烟草未被感染

2、实验结论： 。
四．主要的遗传物质小结
1、

生物

2、结论：绝大多数生物的遗传物质都是 ，只有少数 的遗传物质是RNA,所以说 。
【辨析正误】
1. 格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验直接证明了DNA是遗传物质。（ ）
2. 肺炎双球菌的转化实验能证明DNA是遗传物质。（ ）
3. 肺炎双球菌的转化实验能证明DNA是主要的遗传物质。（ ）
4. 肺炎双球菌的转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用。（ ）
5. 赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。
6. 噬菌体是以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。
7. 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。
8. 赫尔希和蔡斯利用噬菌体证明DNA是遗传物质成功的关键是只将其DNA注入大肠杆菌细胞中。
9. 艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。
10. RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。
11. 噬菌体在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统。
12. T2噬菌体的核酸和蛋白质中含有硫元素。
13. 32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。

【课堂探究】
考点一：肺炎双球菌的转化实验
【预习检测1】

结论：
加热杀死的S型细菌中含有_________，将R型活细菌转化为_____。

结论：
S型细菌的_ ___是“转化因子”，即 __。

【例题1】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
【总结提升1】

（格里菲思）体内转化实验
（艾弗里及其同事）体外转化实验
细菌培养场所
小鼠体内
培养基
自变量

因变量

（根据课本图）
找出对照组、实验组

联系
1、都使用 为材料
2、 体内转化实验 是基础， 体外转化实验 是延伸
3、实验设计都遵循 原则和 原则
【提升训练1】格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：
①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡
②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡
③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡
④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡
根据上述实验，下列说法正确的是(　　)
A.整个实验证明了DNA是转化因子 B.实验①、实验③可作为实验④的对照实验
C.实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传
D.重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来
易错警示：
(1)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恢复又逐渐恢复活性。
(2)转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
(3)转化过程中并不是所有R型细菌都转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌转化成S型细菌。
(4) (S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌只有R型细菌)，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但不是该实验的实验目的。
考点二:噬菌体侵染细菌的实验
【预习检测2】
分组
结果
结果分析
结论
含35S噬菌体+细菌
上清液中 （高、低）放射性
沉淀物中 （高、低）放射性
没有进入细胞

含32P噬菌体+细菌
上清液中 （高、低）放射性
沉淀物中 （高、低）放射性
进入了细胞
例题2】(2013·海南高考)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
【总结提升2】
1、噬菌体侵染细菌的过程中，下列来自于噬菌体的有 ，来自于细菌的有 。
A.指导DNA复制和蛋白质合成的模板 B.原料：氨基酸、脱氧核苷酸
C.场所：核糖体 D.所需酶、ATP、tRNA
2、本实验标记噬菌体分两步：
第1步标记的对象是 ，分别用含有35S和32P的 培养大肠杆菌。
第2步标记的对象是 ，分别用含有35S和32P的 培养噬菌体。
3、用35S标记噬菌体侵染的实验中沉淀物中有放射性的原因
用32P标记噬菌体侵染的实验中上清液中有放射性的原因
如果用15N标记噬菌体侵染大肠杆菌，上清液和沉淀物放射性情况如何？
4、本实验和艾弗里实验在思路上的共同之处是
【提升训练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
D．32P标记的噬菌体侵染实验说明DNA是遗传物质
考点三：生物的遗传物质
【总结提升3】
生物类型
核酸种类
遗传物质
实例（具体生物）
细胞生物
真核生物

原核生物

非细胞生物
（病毒）
DNA病毒

RNA病毒

【提升训练3】 判断正误
1、DNA是主要的遗传物质 （ ）2、豌豆的遗传物质主要是DNA （ ）
3、细胞生物的遗传物质是DNA （ ）4、病毒的遗传物质是DNA和RNA （ ）
5、核酸是一切生物的遗传物质 （ ）6、真核生物的遗传物质是DNA （ ）
7、原核生物的遗传物质是RNA （ ）8、细胞核中的遗传物质是DNA （ ）
9、细胞质中的遗传物质是RNA （ ）10、HIV的遗传物质是DNA或RNA （ ）
【课后习题】
1．(2015·合肥模拟)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：
①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡
②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡
③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡
④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡
根据上述实验，下列说法正确的是(　　)
A．整个实验证明了DNA是转化因子 B．实验①、实验③可作为实验④的对照实验
C．实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传
D．重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来
2．(2015·徐州模拟)在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，将从S型活菌中提取的DNA用DNA酶进行了处理，并将处理后的DNA与R型菌混合培养，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型菌生长不需要DNA B．与“S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
C．补充R型菌生长所需要的营养物质 D．直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素
3.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DNA②原核生物的遗传物质是RNA
③细胞核中的遗传物质是DNA④细胞质中的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③　　 B.②③④　　 C.②④⑤　　 D.③④⑤
4.下列叙述不能说明核酸是遗传物质的是(　　)
A. T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能合成T2噬菌体的外壳蛋白
B.外源DNA导入受体细胞后并整合到染色体上,随受体细胞稳定遗传
C.烟草花叶病毒的RNA与霍氏车前草病毒的蛋白质重建而成新病毒,能感染烟草并增殖出完整的烟草花叶病毒
D.肺炎双球菌的转化实验中,加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后,注射到小鼠体内,最终能分离出活的S型菌
5.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S型细菌的DNA、S型细菌DNA和DNA酶、S型细菌蛋白质、S型细菌多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)

A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4
6.如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S型菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R型菌无荚膜也无毒性。下列说法错误的是(　　)

A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却
B.无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组
C.该转化实验不能证明DNA是遗传物质
D.S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病
7.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同位素标记 D.蛋白质可用32P放射性同位素标记
同类：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
8.下列有关DNA是主要遗传物质的相关实验,叙述正确的是（ ）
A.加入S型菌DNA和R型菌的培养基中,一段时间后只存在表面光滑的菌落
B.格里菲思的实验证明转化因子是DNA
C.艾弗里和赫尔希、蔡斯都设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应
D.艾弗里的实验证明DNA是遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质
9.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
D.32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
10.如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为(　　)
A.在外壳中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P
C.在外壳中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S
11.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放射性的高低，与②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.①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
12.(2015·长春模拟)在肺炎双球菌的转化实验中，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　)

13.(2015·泸州模拟)下列有关科学家实验室研究的叙述中，错误的是(　　)

实验材料
实验过程
实验结果与结论
A
R型和S型
肺炎双球菌
将R型活菌与S型菌的DNA与DNA水解酶混合培养
只生长R型菌，说明DNA被水解后，就失去遗传效应
B
噬菌体和
大肠杆菌
用含35S标记的噬菌体去侵染普通的大肠杆菌，短时间保温
离心获得的上清液中的放射性很高，说明DNA是遗传物质
C
烟草花叶病
毒和烟草
用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草
烟草感染出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质
D
大肠杆菌
将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通(14N)培养基中
经三次分裂后，含15N的DNA占DNA总数的1/4，说明DNA分子的复制方式是半保留复制
14．(2015·苏北四市三调)用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　　)
A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性
C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32 D．噬菌体繁殖一代的时间约为1 h
15．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32P B．只有32S
C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
16．下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的(　　)

A．①要加热处理，②要将各提取物分别与R菌混合培养，③转入固体培养基
B．①不加热处理，②要将所有提取物与R菌共同培养，③转入液体培养基
C．③转入固体培养基培养，结果只有S或R一种菌落
D．③转入固体培养基培养，结果可能有S、R两种菌落
17．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：
①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用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。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
18．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析不正确的是(　　)

A．理论上b中不应具有放射性
B．b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关
C．若b中含有放射性，说明与①过程中培养时间的长短有关
D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
19．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b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
①
a型TMV→感染植物
a型
a型
②
b型TMV→感染植物
b型
b型
③
组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
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①　　　　　　 B．实验②
C．实验③ D．实验④
20．在噬菌体侵染细菌的实验中，如果对35S标记的噬菌体实验组(甲组)不进行搅拌、32P标记的噬菌体实验组(乙组)保温时间过长，则会出现的异常结果是(　　)
A．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性
B．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性
C．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性
D．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性
21．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，则重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒感染烟叶，如图所示，请据图回答下列问题：

(a为TMV的蛋白质感染，b为TMV的RNA感染，c为HRV的蛋白质感染，d为HRV的RNA感染，e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染)
(1)a与b、c与d的结果不同，说明________________________________________。
(2)b与d的结果不同，说明_______
(3)e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板是________，合成蛋白质的原料氨基酸由________提供。
(4)f中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有________的RNA和________的蛋白质。
答案：(1)对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质　(2)不同的RNA控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状　(3)TMV的RNA　烟叶细胞　(4)HRV　HRV
22．为证明“遗传物质是DNA而不是蛋白质”，一位同学设计了如下的实验步骤：
第一步从有荚膜肺炎双球菌中提取DNA。
第二步：用提取的DNA培养无荚膜肺炎双球菌，预期结果：无荚膜肺炎双球菌转化为有荚膜肺炎双球菌。
实验结论：遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
有关专家认为，上述实验步骤的设计欠严谨，不能达到实验目的。请回答：
(1)上述实验步骤设计的不严谨之处是：______________________________________。
(2)为达到该实验目的，你对上述实验步骤的补充是：
第一步：从有荚膜肺炎双球菌中提取________，用提取的________培养无荚膜肺炎双球菌，预期结果：无荚膜肺炎双球菌________为有荚膜肺炎双球菌。
第二步：让转化成的__________荚膜肺炎双球菌继续繁殖。预期结果：发现________荚膜肺炎双球菌的特性代代相传。
答案：(1)步骤不严谨，比如缺少蛋白质组；结论不严密，该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，而只能推测无荚膜肺炎双球菌转化为有荚膜肺炎双球菌的原因可能是由于DNA的作用
(2)第一步：蛋白质　蛋白质　没有转化第二步：有　有
23.某科学家做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。

噬菌体
细菌
DNA或核苷酸
32P标记
31P标记
蛋白质或氨基酸
35S标记
32S标记
(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的　　　　元素。
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有　　　　元素，由此说明　　　　　；
子代噬菌体的蛋白质分子都含　　　　元素，这是因为 　　　　　　　　　　。
(3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取35S和32P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。可否用14C和3H标记？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)32P和31P　(2)35S　噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌细胞中　32S　子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内以32S标记的氨基酸为原料合成的
(3)S仅存在于蛋白质外壳中，而P则几乎都存在于DNA中　不能用14C和3H标记，因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有C和H这两种元素，侵染细菌后无法确认放射性物质的来源
24.美国科学家艾弗里等人为了弄清“转化因子”为何种物质，进行了肺炎双球菌体外转化实验。他们从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将其分别加入培养R型细菌的培养基中培养，主要过程如下图所示。思考并回答下列问题：

(1)参照图解，预测A、C过程的结果填在图中？处。
(2)写出A、B、C的实验结果表明的问题：
A. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
B. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
C.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到，R型细菌转化为S型细菌的原因是S型细菌体内的转化因子在发挥作用，那么反过来R型细菌能使S型细菌转化为R型细菌吗？他模仿高中生物教材中格里菲思等科学家的实验来探究这个问题：R型细菌是否有转化因子。
①将R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。
②将S型细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
③将加热杀死后的R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。
④将S型细菌和加热杀死的R型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
实验结论：R型细菌体内没有转化因子。
该同学的实验有不足之处，如④组的小鼠患败血症死亡，并不能证明S型细菌没有转化为R型细菌，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)A.　　　　　　　　　C.

(2)蛋白质没有转化作用　DNA有转化作用　DNA降解物没有转化作用
(3)即使有部分S型细菌转化为R型细菌，另一部分未转化的S型细菌仍会导致小鼠死亡
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