高中生物 第3章 基因的本质 第1节 DNA分子的结构学案 新人教版必修2Word格式文档下载.docx

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结果分析

结论

①R型活细菌小鼠不死亡

R型细菌无毒性

加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌

②S型活细菌小鼠死亡

S型细菌有毒性

③加热杀死的S型细菌小鼠不死亡

加热杀死的S型细菌已失活，毒性消失

小鼠死亡S型活细菌

R型细菌转化为S型细菌，且性状可以遗传

4.艾弗里的转化实验

（1）实验过程及结果

（2）结论：

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

例1　某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠

②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠

③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠

④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（　　）

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　D

解析　能使小鼠死亡的是活的S型细菌，而不是S型细菌的DNA。

①中有活的R型细菌，无毒性，小鼠存活；

②中有活的S型细菌，小鼠死亡；

③中有S型细菌的DNA和无活性的R型细菌，无活性的R型细菌无法转化成活的S型细菌，S型细菌的DNA无法使小鼠死亡；

④中只有R型细菌的DNA，无法使小鼠死亡。

例2　艾弗里及其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。

由表可知（　　）

实验组号

接种菌型

加入S型细菌的物质

培养皿长菌情况

①

R型

蛋白质

②

荚膜多糖

③

DNA

R型、S型

④

DNA（经DNA酶处理）

A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子

B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性

C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

答案　C

解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型细菌转化为S型细菌无关，A、B项错误；

第③组实验说明DNA与R型细菌转化为S型细菌有关，第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，C项正确；

①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。

易错易混　肺炎双球菌转化实验的几个易错点

（1）转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。

（2）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。

（3）体内转化实验的结论是S型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是DNA，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。

二、噬菌体侵染细菌的实验

1．实验者：

赫尔希和蔡斯。

2．实验方法：

放射性同位素标记法。

3．实验材料：

T2噬菌体（如图所示）。

4．实验过程

（1）标记T2噬菌体

（2）侵染细菌

5．实验分析

（1）T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。

（2）子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。

6．实验结论：

DNA才是真正的遗传物质。

例3　赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部分组合是（　　）

A．①②B．①③

C．①④D．③④

答案　A

解析　组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸，而P是噬菌体DNA组成成分之一——磷酸的构成元素，对照图解标号被标记的部分应分别选择①②。

例4　为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验（T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内）。

下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。

下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是（　　）

A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐

B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照

C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律

D．若本组实验B（上清液）中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质

答案　B

解析　由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用32P标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；

要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组为相互对照实验；

大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；

若本组实验B（上清液）中出现放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的DNA未侵入大肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。

思维启迪　同位素标记法在噬菌体侵染细菌实验中的应用分析

（1）用哪种标记元素

若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。

（2）注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同

DNA和蛋白质

噬菌体

32P

35S

14C、3H、18O、15N

细菌

31P

32S

12C、2H、16O、14N

子代噬菌体

32P（少数）、31P（全部）

C、H、O、N的两种同位素都有

三、生物的遗传物质

1．RNA是遗传物质的实验证据

（1）实验材料：

烟草花叶病毒，只由蛋白质和RNA组成。

（2）实验过程

（3）结论：

烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。

2．绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA。

因此，DNA是主要的遗传物质。

归纳总结　不同生物的遗传物质

细胞生物

非细胞生物

真核生物

原核生物

多数病毒

少数病毒

核酸种类

DNA和RNA

RNA

遗传物质

例5　（2018·

滨州高一检测）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

解析　水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；

能将TMV的蛋白质接种到正常烟草花叶细胞内，即TMV的蛋白质能进入烟草细胞中，B错误；

通过该实验无法判断侵入烟草细胞的RNA是否进行了逆转录过程，C错误；

本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不能表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。

例6　下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（　　）

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

解析　豌豆的遗传物质只有DNA；

酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，少量分布在细胞质中；

T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；

HIV的遗传物质是RNA，初步水解后产生4种核糖核苷酸。

1．判断正误

（1）格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质（　　）

（2）艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质（　　）

（3）1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA（　　）

（4）用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质（　　）

（5）真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，原核生物细胞中的遗传物质都是RNA（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×

　（5）×

2．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。

当时人们作出判断的理由不包括（　　）

A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异

B．蛋白质与生物的性状密切相关

C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制

D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息

解析　蛋白质的热稳定性较DNA差，且不能复制；

其他选项所述的蛋白质的特点，与遗传物质应具备的特征一致。

3．肺炎双球菌转化实验证明了（　　）

A．基因位于染色体上

B．染色体是遗传物质的主要载体

C．DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

D．在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质

4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA是绝大多数生物的遗传物质

B．有些生物的遗传物质是RNA

C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质

D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质

解析　具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。

总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。

5．下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：

（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是____________。

（2）图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是____________，注入细菌体内的物质是____________。

（3）图中E表明_______________________________________________________________。

（4）噬菌体侵染细菌实验得出了____________是遗传物质的结论。

答案　

（1）BDAEC　

（2）蛋白质外壳　噬菌体DNA　（3）噬菌体复制完成（产生性状完全相同的噬菌体后代）（4）DNA

解析　噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：

①吸附：

噬菌体用尾部的末端吸附在细菌表面；

②侵入：

噬菌体通过尾轴把DNA全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不起作用；

③生物合成：

在细菌体内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的化学成分合成噬菌体的DNA和蛋白质分子；

④组装：

新合成的DNA和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌体（结构、成分相同）；

⑤释放：

子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌（功能相同）。

由此可见，只有亲代的DNA参与了子代噬菌体的复制过程，蛋白质未参与，说明亲代的性状通过DNA传给后代，所以说DNA是遗传物质。

[对点训练]

题组一　肺炎双球菌的转化实验

1．肺炎双球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是（　　）

A．R型细菌和S型细菌B．R型细菌和R型细菌

C．S型细菌和S型细菌D．S型细菌和R型细菌

解析　肺炎双球菌转化实验证明灭活的S型细菌体内有某种转化因子存在，它能使R型活细菌转化为S型细菌。

2．如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