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

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1、第一節(jié)核酸是遺傳物質的證據第三章遺傳的分子基礎知識知識內容內容必考要求必考要求加試要求加試要求噬菌體侵染細菌的實驗bb肺炎雙球菌轉化實驗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菌的實驗”，概述噬菌體侵染細菌的過程，體會實驗方法與技術的多樣性。2.概述肺炎雙球菌的轉化實驗，感悟實驗的嚴密性和邏輯的嚴謹性。3.簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗，認同模型是進行科學研究的重要方法。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，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)課我們就一起學習生物的遺傳物質。課堂導入一、噬菌體侵染細菌的實驗二、肺炎雙球菌轉化實驗內容索引當堂檢測三、煙草花葉病毒的感染和重建實驗一、噬菌體侵染細菌的實驗基礎梳理1.染色體的化學成分染色體的化學成分_RNA_蛋白質DNA組蛋白非組蛋白2.噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗(1)實驗材料：噬菌體。結構 構成的外殼 分子位于頭部內蛋白質DNA特點：專門寄生在 體內的病毒。細菌(2)實驗思路：用不同的放射性同位素分別標記 和 ，直接

3、單獨地去觀察它們的作用。(3)實驗過程離心檢測含放射性物質幾乎不含放射性物質 含放射性物質 蛋白質DNA(4)實驗說明及結論親代噬菌體宿主細胞內標記元素子代噬菌體內標記元素實驗結論35S標記蛋白質_32P標記DNA_無有DNA是遺傳物質有無問題探究結合上述實驗過程分析：1.標記噬菌體時，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標記噬菌體？能否用32P和35S同時標記噬菌體？答案答案不能，因為DNA和蛋白質都含C和O；不能用32P和35S同時標記噬菌體。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菌上的噬菌體與細菌分離。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菌。5. 用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現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的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。答案6.用32P標記的噬菌體侵染細菌時，發(fā)現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菌細胞內，經離心后分布于上清液中。(2)保溫時間過長，噬菌體在細菌內增殖后釋放出子代

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

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)細菌的，其內的營養(yǎng)成分中要加入 32P標記的無機鹽B.若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體的實驗，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)中出現放射性，則不能證明DNA是遺傳物質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標記，則錐形瓶中培養(yǎng)液內的營養(yǎng)成分應無放射性標記；要證明DNA是遺傳物質，還應設計一組用35S標記噬菌體的實驗，二者為相互對照實驗；細菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律；若本組實驗B(上清液)中出現放射性，可能是實驗時間較長，細菌裂解導

7、致的，也可能是部分噬菌體的DNA未侵入細菌，經攪拌、離心到上清液中的。2.如果用15N、32P、35S共同標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產生的子代噬菌體的組成結構中，能夠找到的標記元素為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共同標記噬菌體，15N標記了噬菌體的DNA和蛋白質外殼，32P標記了噬菌體的DNA，35S標記了噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌過程中蛋白質外殼留在細菌外面，DNA進入細菌內部，在細菌中以噬菌體DNA為模板，利用細菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質外殼

8、和DNA，由于DNA復制，故在子代噬菌體中能找到15N和32P標記的DNA，不能找到35S和15N標記的蛋白質。方法鏈接方法鏈接“二看法二看法”判斷子代噬菌體標記情況判斷子代噬菌體標記情況二、肺炎雙球菌轉化實驗基礎梳理1.肺炎雙球菌的類型及肺炎雙球菌的類型及特點特點肺炎雙球菌致病的 ：有 ，菌落_不致病的 ：無 ，菌落_2.活體細菌轉化實驗活體細菌轉化實驗(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.離體細菌轉化實驗離體細菌轉化實驗(1)過程(2)結論：S型菌中的“轉化因子”進入R型菌體內，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)生轉化。S

9、型菌的 等其他物質不能使R型菌發(fā)生轉化。(3)結論： 是遺傳物質，它賦予了生物的 。DNA蛋白質DNA遺傳特性問題探究在活體細菌轉化實驗中，將加熱殺死的S型菌與R型活菌混合后，注射到小鼠體內，小鼠死亡，并從死亡小鼠體內分離到了活的S型菌，請分析：1.已知在80100 溫度范圍內，蛋白質將失去活性，DNA的結構也會被破壞，但當溫度降低到55 左右時，DNA的結構會恢復，但蛋白質卻不能恢復。由此我們可以推斷：在活體細菌轉化的實驗中，加熱殺死的S型菌中的“轉化因子”應該是哪種物質？答案答案答案是DNA。2.研究表明，小鼠體內的兩種細菌含量變化如圖所示：(1)從免疫學角度解釋曲線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型活菌是怎樣產生的？答案答案加熱殺死的S型菌的DNA將R型菌轉化為S型活菌。(3)S型菌是有毒性的，據此推測曲線bc段上升的原因是什么？答案答案有毒的S型菌在小鼠體內增殖，導致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌數量都增加。加熱后S型菌和活R型菌一起注射到小鼠體內， 開始時R型菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅，數量下降，隨著S型菌的DNA將R型菌轉化為S型活菌， S型活菌逐漸增多，其毒性導致小鼠的免疫力降低，R型菌、S型菌數量都增加。知識知識整合整合拓展應用3.科學家用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如表所示。由表可知實驗組號接種菌型加入S型菌的物質培

11、養(yǎng)皿長菌情況R蛋白質R型R莢膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(經DNA酶處理)R型A.不能證明S型菌的蛋白質不是轉化因子B.說明S型菌的莢膜多糖有酶活性C.和說明S型菌的DNA是轉化因子D.說明DNA是主要的遺傳物質答案解析解析解析第組實驗說明蛋白質和莢膜多糖與R型菌轉化為S型菌無關，A、B項錯誤。第組實驗說明DNA與R型菌轉化為S型菌有關，第組實驗說明DNA被水解后的產物不能使R型菌轉化為S型菌，C項正確。只能說明DNA是遺傳物質，而不能說明DNA是主要的遺傳物質，D項錯誤。 4.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下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，從而失去轉化作用，R型菌因此未發(fā)生轉化，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)生轉化作用，小鼠存活。題后歸納題后歸納活體與離體細菌轉化實驗的比較活體與離體細菌轉化實驗的比較比較項目活體細菌轉化實驗離體細菌轉化實驗培養(yǎng)細菌用小鼠(體內)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論S型菌體內有“轉化因子”DNA是遺傳物質，蛋白質等其他物質不是遺傳物質兩實驗的聯系(1)所用材料都是R型和S型肺炎雙球菌；(2)活體轉化實驗是基礎，離體轉化實驗進一步證明了“轉化因子”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：蛋白質外殼和一條 鏈。2.過程過程(

14、1)感染實驗基礎梳理不感病不感病感病RNA(2)重建實驗TMV A型蛋白質TMV B型RNA 重建病毒 煙草 后代。 侵染TMV A型RNATMV B型蛋白質重建病毒 煙草 后代。 侵染3.結論結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是 。4.基因的本質基因的本質：遺傳的基本功能單位是基因，基因是一段 的核酸，大多數生物中是一段 ，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分別是什么？答案答案分別是DNA、DNA、RNA、DNA。答案2.下列有關遺傳物質的敘述，哪些說法是正確的？DNA是所有生物的遺傳物質核酸是一切生物的遺傳物質酵母

15、菌的遺傳物質主要是DNA病毒的遺傳物質是DNA或RNA艾滋病病毒的遺傳物質是DNA或RNA答案答案。3.蠶豆細胞內的遺傳物質徹底水解的產物有哪些？答案答案磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。細胞生物同時含有DNA 和RNA，其中DNA是遺傳物質；病毒只含有一種核酸，含有DNA(如噬菌體)的，DNA是遺傳物質，含有RNA(艾滋病病毒、煙草花葉病毒等)的，RNA 是遺傳物質。知識知識整合整合拓展應用A.a過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙草，結果說明TMV的蛋白質外殼 沒有侵染作用B.b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙草，結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，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現病癥為煙草感染車 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，蛋白質外殼和煙草花 葉病毒的RNA不是遺傳物質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。6.下列有關生物體遺傳物質的敘述，正確的是A.豌豆的遺傳物質主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質含有硫元素D.HIV的遺傳物質水

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

18、中，32P僅存在于噬菌體的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白質和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標記蛋白質和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.科學家分別用35S和32P標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，下列被標記的部分組合是答案23415解析解析組成噬菌體蛋白質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成元素，對照圖解標號應分別選擇。解析A. B.C. D.3.利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。將各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法不正確的

19、是A.通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質B.F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌C.F組產生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結果D.能導致小鼠死亡的是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，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質，F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果。A組經煮沸、D組為R型菌，均不能導致小鼠死亡，D項錯誤。 234154.下列有關核酸與遺傳物質關系的敘述，不正確的是A.DNA是絕大多數生物的遺傳物質B.有些生物的遺傳物質是RNAC.在真核生物中，DNA和RNA都是

20、遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質D.核酸是所有生物的遺傳物質，其中DNA是主要的遺傳物質2341答案5解析解析具有細胞結構的生物含有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質，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?？傊蠖鄶瞪锏倪z傳物質是DNA，即DNA是主要的遺傳物質。解析5.右圖中，煙草花葉病毒(TMV)與車前草病毒(HRV)的結構如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時，在葉片F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的細胞F細胞的核糖體上E的RNA(或B的RNA、或HRV的RNA)RNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質答案23415