高中生物第三章第一节核酸是遗传物质的证据课时作业浙科版必修2.docx
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高中生物第三章第一节核酸是遗传物质的证据课时作业浙科版必修2
第三章第一节核酸是遗传物质的证据
第一节 核酸是遗传物质的证据
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1.通过“活动：
资料分析——噬菌体侵染细菌的实验”，概述噬菌体侵染细菌的过程，体会实验方法与技术的多样性。
2.概述肺炎双球菌的转化实验，感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。
3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验，认同模型是进行科学研究的重要方法。
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．染色体的化学成分
2．噬菌体侵染细菌的实验
（1）实验材料：
噬菌体。
①结构
②特点：
专门寄生在细菌体内的病毒。
（2）实验思路：
用不同的放射性同位素分别标记蛋白质和DNA，直接单独地去观察它们的作用。
（3）实验过程：
（4）实验说明及结论：
亲代噬菌体
宿主细胞内标记元素
子代噬菌体内标记元素
实验结论
35S标记蛋白质
无
无
DNA是遗传物质
32P标记DNA
有
有
二、肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌的类型及特点
肺炎双球菌
2．活体细菌转化实验
（2）结论：
S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌产生稳定的遗传变异。
3．离体细菌转化实验
（1）过程：
（2）分析：
①S型菌的DNA能使R型菌发生转化。
②S型菌的蛋白质等其他物质不能使R型菌发生转化。
（3）结论：
DNA是遗传物质，它赋予了生物的遗传特性。
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1．烟草花叶病毒的组成
蛋白质外壳和一条RNA链。
2．过程
（1）烟草花叶病毒的蛋白质侵染,烟草→烟草不感染病毒。
（2）烟草花叶病毒的RNA侵染,烟草→烟草感染病毒。
（3）烟草花叶病毒的RNA＋RNA酶侵染,烟草→烟草不感染病毒。
重建病毒侵染,烟草→B型后代。
重建病毒侵染,烟草→A型后代。
3．结论
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
判断正误：
（1）1952年，科学家用35S和32P同时标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。
（ ）
（2）DNA和RNA都可作为遗传物质。
（ ）
（3）噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。
（ ）
（4）用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。
（ ）
（5）S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。
（ ）
（6）加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。
（ ）
（7）所有细胞生物的遗传物质都是DNA。
（ ）
（8）只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）√ （6）× （7）√ （8）√
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验思路及方法
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．侵染特点及过程
（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
对比实
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
宿主细胞内无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
由上表分析可知：
噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传物质”（结论）。
1．用含放射性同位素35S和32P的培养基能直接标记T2噬菌体吗？
为什么？
答案 不能。
因为T2噬菌体属于病毒，只能寄生在宿主细胞内，离开活细胞不能繁殖。
2．如何用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA?
答案 先标记细菌，再用有标记的细菌培养噬菌体。
①标记细菌
②标记T2噬菌体
1．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，科学家做了“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
问题导析
（1）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；
（2）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，二者为相互对照类型；
（3）大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；
（4）若本组实验B（上清液）中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的，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。
答案 B
一题多变
判断正误：
（1）本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的。
（ ）
（2）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。
（ ）
（3）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。
（ ）
（4）在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）× （4）×
二、肺炎双球菌转化实验
1．活体与离体细菌转化的比较
实验
比较项目
活体细菌转化
离体细菌转化
培养细菌
用小鼠（体内）
用培养基（体外）
实验对照
R型菌与S型菌的毒性比较
S型菌的各成分作用的相互对照
实验结论
S型菌体内有“转化因子”
DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质
两实验的联系
（1）所用材料都是R型和S型肺炎双球菌
（2）体内转化实验是基础，体外转化实验进一步证明了“转化因子”是DNA
（3）两实验都遵循了对照原则和单一变量原则
2.两个肺炎双球菌转化实验的异同
（1）相同点：
①材料相同：
均使用R型菌和S型菌。
②实验原则相同：
均遵循了对照原则。
（2）不同点：
①方法不同：
一个是活体转化实验；另一个是离体转化实验。
②结论不同：
活体细菌实验证明加热杀死的S型菌存在“转化因子”；离体细菌实验证明了“转化因子”是DNA。
3．R型菌转化成S型菌的原理
（1）核酸对于温度的耐受力强于蛋白质，当恢复温度后，DNA能够恢复活性。
（2）转化作用的实质是外源DNA与受体DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。
DNA纯度越高，转化效率越高。
1．在活体转化实验中有无设计对照实验？
若有，则对照组和实验组分别是怎样设计的？
答案 实验中设计了对照实验，其中R型活菌和加热杀死的S型菌混合注射到小鼠体内的一组为实验组，其他三组均为对照组。
2．注射R型活菌与加热杀死的S型菌实验中从小鼠体内可分离出有毒性的S型活菌说明了什么？
对这种有毒性S型活菌进行培养增殖，其后代也是有毒性的S型菌，这又说明了什么？
答案 该实验说明了无毒性的R型活菌转化为有毒性的S型活菌，并且这种性状的转化可以遗传。
2．科学家用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
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
问题导析
（1）①组和②组的实验结果均为只长出R型细菌，所以二者分别说明蛋白质不是转化因子和荚膜多糖不是转化因子；
（2）③组实验说明R型细菌→S型细菌；
（3）④组实验说明DNA的水解产物不能使R型细菌转化为S型细菌，从反面说明了只有DNA才能使R型细菌发生转化。
答案 C
一题多变
（1）肺炎双球菌的活体和离体转化实验分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。
（ ）
（2）肺炎双球菌离体转化实验中DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是S型菌。
（ ）
（3）肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）×
三、不同生物的遗传物质
生物类型
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
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
存在场所
细胞核、线粒体、叶绿体
质粒、拟核
蛋白质的外壳内
蛋白质的外壳内
1．结合烟草花叶病毒的感染和重建实验，探讨下列问题。
（1）该实验是如何形成对照的？
实验结果说明了什么？
答案 两种组合的烟草花叶病毒形成对照。
实验结果说明只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。
（2）为什么说DNA是主要的遗传物质？
答案 绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数只含RNA的病毒的遗传物质是RNA。
3．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体（ ）。
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．寄生于细胞间，通过RNA遗传
问题导析
从图示可看出，用RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑；而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑；所以该病原体是通过RNA遗传的。
答案 A
一题多变
（1）肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验可证明DNA是主要的遗传物质。
（ ）
（2）DNA是主要遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA。
（ ）
（3）生物的遗传物质是DNA或RNA。
（ ）
答案
（1）×
（2）√ （3）√
1．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，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、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4B．1、3和4
C．2、3和4D．1、2、3和4
答案 D
解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。
1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。
2．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
答案 B
解析 A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。
3．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。
图3
（1）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。
如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。
（2）赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是________________________________________________________________________。
（3）实验中采用搅拌和离心等手段，其目的是___________________________________________________________。
（4）仅有图3的实验过程，________（能或不能）说明蛋白质不是遗传物质，原因是_____________________________________________________。
答案
（1）④ ①
（2）噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成
（3）让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离 （4）不能 蛋白质外壳没有进入细菌体内
基础巩固
1．噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（ ）。
A．在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B．在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C．在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D．在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
答案 A
2．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是（ ）。
A．外壳中有35S和32S，核心内只含有32P
B．外壳中只有32S，核心内只含有32P
C．外壳中有35S和32S，核心内含有32P和31P
D．外壳中只有32S，核心内都含有31P
答案 D
解析 噬菌体是一类专门寄生在细菌体内的病毒，由含S的蛋白质构成的外壳和由DNA构成的核心组成。
在噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌细胞外面，只有DNA分子进入细菌细胞内，以噬菌体的DNA分子为模板复制出新的DNA分子和控制形成新的蛋白质外壳。
在复制的子代DNA分子中，由于原料由细菌提供，因此子代DNA中只有2个DNA分子中含有噬菌体DNA分子提供的32P和细菌提供的31P，其余DNA只含31P；而合成蛋白质外壳所用的原料均由细菌提供，因此都不会含有35S。
3．S型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R型则不具有。
下列叙述错误的是（ ）。
A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌
B．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌
C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌
D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌
答案 A
解析 S型细菌的DNA的完全水解产物、蛋白质、多糖等物质均不能使R型细菌转化为S型细菌。
只有DNA才是遗传物质，能够使R型活细菌发生转化。
4．在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对35S标记的噬菌体一组（甲组）不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组（乙组）保温时间过长，其结果是（ ）。
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
答案 A
解析 两组实验的正常现象是甲组的放射性主要出现在上清液中，乙组的放射性主要出现在沉淀物中。
如果没有对甲组进行搅拌，则吸附在细菌表面的噬菌体外壳和细菌一起经离心进入沉淀物，导致沉淀物中放射性较强。
如果对乙组保温时间过长，则感染了噬菌体的细菌会裂解，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中放射性较强。
5．肺炎双球菌离体实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
这两个实验在设计思路上的共同点是（ ）。
A．用电子显微镜观察
B．用化学提纯的方法对成分进行分离
C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
D．应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
答案 C
解析 肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法，噬菌体侵染细菌实验没有用化学提纯的方法，两实验都没有用电子显微镜观察。
故A、B、D错误。
6．下图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是（ ）。
答案 D
解析 图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。
由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
7．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟草叶，但二者致病病斑不同（如下图A），试分析图B中（a）、（b）、（c）三个实验并回答问题。
（1）（a）表示用________感染烟草叶，结果_________________________。
（2）（b）表示用________感染烟草叶，结果_________________________。
（3）（c）表示用________感染烟草叶，结果_________________________。
（4）（d）表示由人工合成的新病毒，其产生的后代是________型。
（5）整个实验说明__________________________________________。
答案
（1）TMV的蛋白质外壳 无病斑
（2）HRV的RNA 出现HRV感染烟草叶的病斑 （3）TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的新病毒 出现HRV感染烟草叶的病斑 （4）HRV （5）RNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质
巩固提升
8．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：
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
答案 D
9．证明DNA是遗传物质的第一个实验证据是肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌有两种类型，无荚膜（R型）细菌不能使小鼠发病；有荚膜（S型）细菌使小鼠得败血症而死亡。
下列哪一项叙述不能证明DNA是遗传物质（ ）。
A．用S型活细菌给小鼠注射，小鼠死亡；用R型活细菌给小鼠注射，小鼠不死亡
B．用S型细菌的DNA与R型活细菌混合注射，小鼠死亡
C．加热杀死S型细菌并与R型活细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡
D．用DNA酶处理S型细菌的DNA后与R型细菌混合注射到小鼠体内，小鼠不死亡
答案 A
解析 从实验的严密性分析得不到选项A的答案。
10．“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
得出这一结论的关键是（ ）。
A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化
答案 D
解析 当把S型菌的各种因子分离并分别与R型菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型菌发生转化，出现S型菌，而加入其他因子的培养基中R型菌（如加入蛋白质）不发生转化，即不出现S型菌。
11．根据噬菌体侵染细胞实验，回答下列问题：
（1）噬菌体作为实验材料具有______________的特点。
（2）通过________方法分别获得被32P和35P标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，以而追踪在侵染过程中________变化。
（3）侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。
搅拌的目的是________，所以搅拌时间少于1min时，上清液中的放射性________。
实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明________。
图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________，否则细胞外________放射性会增高。
（4）本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________起着重要作用。
答案
（1）结构简单，只含有蛋白质和DNA（核酸）
（2）用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌 DNA和蛋白质的位置 （3）将噬菌体和细菌振脱 较低 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P （4）DNA
解析 本题主要考查噬菌体侵染大肠杆菌的实验。
（1）噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA（核酸）。
（2）噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。
（3）噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。
图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。
细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。
该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。
12．根据下面的材料回答问题。
材料一 用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记。
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料二
（1）用32P标记噬菌体的大致操作过程。
①______________；②______________。
（2）若材料一中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞，则能说明______________________________________________。
（3）分析材料二，A～D的结果中，哪项不正确？
____________________________________________________________________________________________________________________。
说明理由：
____________________________________________________。
（4）材料一、材料二共同说明的问题是_____________________________。
答案
（1）①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌 ②再用上述大肠杆菌培养噬菌体
（2）RNA是遗传物质 （3）D DNA分子被DNA酶分解掉，R型细菌不能转化成S型细菌 （4）DNA是遗传物质
解析
（1）由于噬菌体是病毒不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
（2）烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
（3）由于DNA酶能够分解DNA分子，不存在有荚膜菌DNA时就不能使R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠不会死亡。
（4）材料一、材料二共同说明的是DNA是遗传物质。
走进高考
13．（2013·海南卷，13）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（
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