浙科版必修二 31核酸是遗传物质的证据 学案.docx

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浙科版必修二31核酸是遗传物质的证据学案

第一节　核酸是遗传物质的证据

目标导航

　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）√