生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第一節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 浙科版必修2

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1、第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)第三章遺傳的分子基礎(chǔ)知識知識內(nèi)容內(nèi)容必考要求必考要求加試要求加試要求噬菌體侵染細(xì)菌的實驗bb肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗bb煙草花葉病毒的感染和重建實驗aa課課時時要要求求1.通過“活動：資料分析噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”，概述噬菌體侵染細(xì)菌的過程，體會實驗方法與技術(shù)的多樣性。2.概述肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，感悟?qū)嶒灥膰?yán)密性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。3.簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗，認(rèn)同模型是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法。從圖中我們可以看出，親屬之間在某些方面上具有一定的相似性，這就是我們平常所說的遺傳。其實，早在公元前3世紀(jì)，呂氏春秋中就記載著“夫種麥而得麥，種稷而得稷，人不怪也?！币簿褪俏覀?/p>

2、常說的“種瓜得瓜，種豆得豆?！闭巧锏倪z傳特性，才使生物界的物種能夠保持相對穩(wěn)定。那么生物之間的這種相似性是由什么物質(zhì)起作用，而在親子代之間連續(xù)傳遞的呢？本節(jié)課我們就一起學(xué)習(xí)生物的遺傳物質(zhì)。課堂導(dǎo)入一、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測三、煙草花葉病毒的感染和重建實驗一、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗基礎(chǔ)梳理1.染色體的化學(xué)成分染色體的化學(xué)成分_RNA_蛋白質(zhì)DNA組蛋白非組蛋白2.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗噬菌體侵染細(xì)菌的實驗(1)實驗材料：噬菌體。結(jié)構(gòu) 構(gòu)成的外殼 分子位于頭部內(nèi)蛋白質(zhì)DNA特點(diǎn)：專門寄生在 體內(nèi)的病毒。細(xì)菌(2)實驗思路：用不同的放射性同位素分別標(biāo)記 和 ，直接

3、單獨(dú)地去觀察它們的作用。(3)實驗過程離心檢測含放射性物質(zhì)幾乎不含放射性物質(zhì) 含放射性物質(zhì) 蛋白質(zhì)DNA(4)實驗說明及結(jié)論親代噬菌體宿主細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記元素子代噬菌體內(nèi)標(biāo)記元素實驗結(jié)論35S標(biāo)記蛋白質(zhì)_32P標(biāo)記DNA_無有DNA是遺傳物質(zhì)有無問題探究結(jié)合上述實驗過程分析：1.標(biāo)記噬菌體時，為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？答案答案答案噬菌體營活細(xì)胞寄生生活，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。2.能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體？答案答案不能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含C和O；不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體。3.實驗中攪拌的目的是什么？答案答

4、案目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。4.實驗中離心的目的是什么？離心管的上清液和沉淀物中分別是什么？答案答案答案離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，離心管的沉淀物中留下被感染的細(xì)菌。5. 用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)沉淀物中放射性也較高，可能是什么原因造成的？答案答案攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。答案6.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌時，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？答案答案(1)保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。(2)保溫時間過長，噬菌體在細(xì)菌內(nèi)增殖后釋放出子代

5、，經(jīng)離心后分布于上清液中。噬菌體營活細(xì)胞寄生生活，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體；攪拌是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，經(jīng)過離心，噬菌體顆粒到了上清液中，細(xì)菌留在沉淀物中；如果攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，會隨細(xì)菌離心到沉淀物中。保溫時間要適當(dāng)，時間過短，部分噬菌體沒有侵染到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中；時間過長，噬菌體在細(xì)菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。知識知識整合整合拓展應(yīng)用1.為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“T2噬菌體侵染細(xì)菌”的實驗。右圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表細(xì)菌。下列關(guān)于本實驗及病毒、細(xì)

6、菌的敘述正確的是A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)細(xì)菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入 32P標(biāo)記的無機(jī)鹽B.若要達(dá)到實驗?zāi)康?，還要再設(shè)計一組用35S標(biāo)記噬菌體的實驗，兩組相互對照C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而細(xì)菌的遺傳遵循基因分離定律D.若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)答案解析解析解析由題干信息可知，圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，則錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營養(yǎng)成分應(yīng)無放射性標(biāo)記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應(yīng)設(shè)計一組用35S標(biāo)記噬菌體的實驗，二者為相互對照實驗；細(xì)菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律；若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實驗時間較長，細(xì)菌裂解導(dǎo)

7、致的，也可能是部分噬菌體的DNA未侵入細(xì)菌，經(jīng)攪拌、離心到上清液中的。2.如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后，讓其侵染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中，能夠找到的標(biāo)記元素為A.在外殼中找到15N和35SB.在DNA中找到15N和32PC.在外殼中找到15ND.在DNA中找到15N、32P和35S答案解析解析解析用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體，15N標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記了噬菌體的DNA，35S標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細(xì)菌過程中蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外面，DNA進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，在細(xì)菌中以噬菌體DNA為模板，利用細(xì)菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼

8、和DNA，由于DNA復(fù)制，故在子代噬菌體中能找到15N和32P標(biāo)記的DNA，不能找到35S和15N標(biāo)記的蛋白質(zhì)。方法鏈接方法鏈接“二看法二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況判斷子代噬菌體標(biāo)記情況二、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗基礎(chǔ)梳理1.肺炎雙球菌的類型及肺炎雙球菌的類型及特點(diǎn)特點(diǎn)肺炎雙球菌致病的 ：有 ，菌落_不致病的 ：無 ，菌落_2.活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗(1)過程S型莢膜光滑R型莢膜粗糙活活患病致死 患病致死 S型活菌S型活菌 3.離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗(1)過程(2)結(jié)論：S型菌中的“轉(zhuǎn)化因子”進(jìn)入R型菌體內(nèi)，引起R型菌穩(wěn)定的 。遺傳變異(2)分析S型菌的 能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。S

9、型菌的 等其他物質(zhì)不能使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(3)結(jié)論： 是遺傳物質(zhì)，它賦予了生物的 。DNA蛋白質(zhì)DNA遺傳特性問題探究在活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗中，將加熱殺死的S型菌與R型活菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，并從死亡小鼠體內(nèi)分離到了活的S型菌，請分析：1.已知在80100 溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會被破壞，但當(dāng)溫度降低到55 左右時，DNA的結(jié)構(gòu)會恢復(fù)，但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。由此我們可以推斷：在活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實驗中，加熱殺死的S型菌中的“轉(zhuǎn)化因子”應(yīng)該是哪種物質(zhì)？答案答案答案是DNA。2.研究表明，小鼠體內(nèi)的兩種細(xì)菌含量變化如圖所示：(1)從免疫學(xué)角度解釋曲線ab段下降的原因是什么

10、？答案答案答案R型菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅。(2)S型活菌是怎樣產(chǎn)生的？答案答案加熱殺死的S型菌的DNA將R型菌轉(zhuǎn)化為S型活菌。(3)S型菌是有毒性的，據(jù)此推測曲線bc段上升的原因是什么？答案答案有毒的S型菌在小鼠體內(nèi)增殖，導(dǎo)致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌數(shù)量都增加。加熱后S型菌和活R型菌一起注射到小鼠體內(nèi)， 開始時R型菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅，數(shù)量下降，隨著S型菌的DNA將R型菌轉(zhuǎn)化為S型活菌， S型活菌逐漸增多，其毒性導(dǎo)致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌數(shù)量都增加。知識知識整合整合拓展應(yīng)用3.科學(xué)家用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實驗，結(jié)果如表所示。由表可知實驗組號接種菌型加入S型菌的物質(zhì)培

11、養(yǎng)皿長菌情況R蛋白質(zhì)R型R莢膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(經(jīng)DNA酶處理)R型A.不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.和說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)答案解析解析解析第組實驗說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌無關(guān)，A、B項錯誤。第組實驗說明DNA與R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌有關(guān)，第組實驗說明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，C項正確。只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項錯誤。 4.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，進(jìn)行了以下4個實驗：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DN

12、ADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型菌的DNA注射入小鼠以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是A.存活、存活、存活、死亡B.存活、死亡、存活、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活答案解析解析解析能使小鼠死亡的是活的S型菌。DNA酶會將S型菌的DNA水解，從而失去轉(zhuǎn)化作用，R型菌因此未發(fā)生轉(zhuǎn)化，小鼠存活；雖然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；中沒有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；高溫加熱使S型菌的蛋白質(zhì)及DNA酶變性，雖然S型菌的DNA還存在，但由于后面加的是R型菌的DN

13、A，所以不能發(fā)生轉(zhuǎn)化作用，小鼠存活。題后歸納題后歸納活體與離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的比較活體與離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的比較比較項目活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細(xì)菌用小鼠(體內(nèi))用培養(yǎng)基(體外)實驗對照R型菌與S型菌的毒性比較S型菌的各成分作用的相互對照實驗結(jié)論S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)兩實驗的聯(lián)系(1)所用材料都是R型和S型肺炎雙球菌；(2)活體轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，離體轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)一步證明了“轉(zhuǎn)化因子”是DNA；(3)兩實驗都遵循了對照原則和單一變量原則三、煙草花葉病毒的感染和重建實驗1.煙草花葉病毒的組成煙草花葉病毒的組成：蛋白質(zhì)外殼和一條 鏈。2.過程過程(

14、1)感染實驗基礎(chǔ)梳理不感病不感病感病RNA(2)重建實驗TMV A型蛋白質(zhì)TMV B型RNA 重建病毒 煙草 后代。 侵染TMV A型RNATMV B型蛋白質(zhì)重建病毒 煙草 后代。 侵染3.結(jié)論結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是 。4.基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)：遺傳的基本功能單位是基因，基因是一段 的核酸，大多數(shù)生物中是一段 ，而在RNA病毒中則是一段 。B型A型RNA有功能DNARNA問題探究1.人、噬菌體、煙草花葉病毒及大腸桿菌的遺傳物質(zhì)分別是什么？答案答案分別是DNA、DNA、RNA、DNA。答案2.下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述，哪些說法是正確的？DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)酵母

15、菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA答案答案。3.蠶豆細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物有哪些？答案答案磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。細(xì)胞生物同時含有DNA 和RNA，其中DNA是遺傳物質(zhì)；病毒只含有一種核酸，含有DNA(如噬菌體)的，DNA是遺傳物質(zhì)，含有RNA(艾滋病病毒、煙草花葉病毒等)的，RNA 是遺傳物質(zhì)。知識知識整合整合拓展應(yīng)用A.a過程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙草，結(jié)果說明TMV的蛋白質(zhì)外殼 沒有侵染作用B.b過程表示用HRV的RNA單獨(dú)接種煙草，結(jié)果說明具有侵染作用5.煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但

16、二者致病病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是 C.c、d兩過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA組合成的“雜種病毒”接 種煙草，結(jié)果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為煙草感染車 前草病毒的癥狀，并能從中分離出車前草病毒D.該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼和煙草花 葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)答案解析解析解析由于該實驗中并沒有用煙草花葉病毒的RNA侵染煙草，因此無法證明煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)。6.下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D.HIV的遺傳物質(zhì)水

17、解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸解析解析A中豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA；B中酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；C中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；D中HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，初步水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。答案解析課堂小結(jié)肺炎雙球菌離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化噬菌體當(dāng)堂檢測1.為研究噬菌體侵染細(xì)菌的詳細(xì)過程，你認(rèn)為同位素標(biāo)記的方案應(yīng)為A.用14C或3H培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌B.用18O或32P培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌C.將一組噬菌體用32P和35S標(biāo)記D.一組用32P標(biāo)記DNA，另一組用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼解析解析用32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)外殼，35S僅存在于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼

18、中，32P僅存在于噬菌體的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白質(zhì)和DNA中都含有，無法區(qū)分是哪一種成分發(fā)揮作用，同時用32P、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也無法判斷是哪一種成分發(fā)揮作用。23451答案解析2.科學(xué)家分別用35S和32P標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，下列被標(biāo)記的部分組合是答案23415解析解析組成噬菌體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，而P是噬菌體DNA的組成成分之一磷酸的構(gòu)成元素，對照圖解標(biāo)號應(yīng)分別選擇。解析A. B.C. D.3.利用兩種類型的肺炎雙球菌進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實驗。將各組肺炎雙球菌先進(jìn)行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法不正確的

19、是A.通過E、F對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)B.F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌C.F組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果D.能導(dǎo)致小鼠死亡的是A、B、C、D四組23415答案解析解析解析從圖示實驗過程看出，通過E、F對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，F(xiàn)組加入了S型菌的DNA，可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌，而S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果。A組經(jīng)煮沸、D組為R型菌，均不能導(dǎo)致小鼠死亡，D項錯誤。 234154.下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述，不正確的是A.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)B.有些生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是

20、遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.核酸是所有生物的遺傳物質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)2341答案5解析解析具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)，病毒只含有DNA或RNA一種核酸，其含有的這種核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)?？傊?，大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，即DNA是主要的遺傳物質(zhì)。解析5.右圖中，煙草花葉病毒(TMV)與車前草病毒(HRV)的結(jié)構(gòu)如A、B，侵染作物葉片的癥狀如C、D?；卮穑?1)用E去侵染葉片F(xiàn)時，在葉片F(xiàn)上所患病的癥狀與_相同。(2)F上的病毒繁殖所需的氨基酸、酶和ATP均來自_。蛋白質(zhì)外殼是在_合成的。(3)子代噬菌體的各項特性都是由_決定的。(4)本實驗證明_。DF的細(xì)胞F細(xì)胞的核糖體上E的RNA(或B的RNA、或HRV的RNA)RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)答案23415