DNA是主要的遗传物质学案.docx
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DNA是主要的遗传物质学案
第三章第一节DNA是主要遗传物质（课前案）
班级姓名学号
【预习目标】
科学家证明DNA是遗传物质的实验过程2.DNA是主要的遗传物质的理解
【知识梳理】
知识点一、证明DNA是遗传物质
一：
对遗传物质的早期推测
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由和组成的。
在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
20世纪30年代：
人们认识到DNA时由许多聚合而成的生物大分子，它的化学组成包括、、。
画出腺嘌呤脱氧核苷酸的结构简图：
思考：
DNA和RNA在结构上的区别有哪些
①②③
（10江苏卷）例一．探索遗传物质的过程是漫长的．直到20世纪初期，人们仍普追认为蛋白质是遗传传物质。
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台可以贮存大量遗传信息
二、DNA是遗传物质的证据
（一）肺炎双球菌的体内转化实验（1928年，英国，格里菲思）
1.实验材料：
、。
菌落（光滑、粗糙）
有无荚膜
有无毒性
S型细菌
有毒性
R型细菌
无荚膜
2.实验过程：
①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，现象是小鼠；
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，现象是小鼠；
③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，现象是小鼠；
④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内，现象是。
思考：
该实验的结论是什么？
该实验能否证明DNA是遗传物质？
___________________________________________________________________________
例二、1928年，格里菲思的肺炎双球菌的转化实验，成功的表明了（）
A．已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性B．DNA是遗传物质
C．已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质D．DNA是主要遗传物质
（二）肺炎双球菌的体外转化实验（1944年，美国，艾弗里）
（体会本实验的最关键的实验思路）
多糖脂质蛋白质DNADNA+DNA水解酶
R型
通过上述实验，艾弗里与他的同事得出了的结论。
思考：
艾弗里实验的关键思路是
例三、肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型细菌的A、B、C、D四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，如下图所示。
经过培养后进行检查，发现有S型细菌形成的试管是（ ）。
判断：
1．肺炎双球菌体外转化实验以体内转化实验作基础（ ）。
2．艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质（ ）。
3．转化的实质是基因突变（ ）。
（三）、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希和蔡斯）
1.思考：
为什么选用T2噬菌体作为进一步验证DNA是遗传物质的实验材料？
①结构：
头部内部含尾部外壳由组成
②化学组成：
、
（2）T2噬菌体的生活方式：
，在生态系统中的成分
③生活特性：
侵染细菌后产生子代噬菌体
2.实验方法：
思考：
（1）还有哪些实验也是运用这种方法？
、、
（2）据噬菌体的生活方式，用培养基直接培养噬菌体可以吗？
为什么不用
S和32P同时标记一组T2噬菌体？
3.实验过程：
（1）
（2）
由实验结果可知，噬菌体在细菌内的增殖是在的作用下完成的，即
是遗传物质。
总结：
搅拌离心的作用？
搅拌
离心
例四、经分析测定，在T2噬菌体的化学成分中，60%是蛋白质，40%是DNA；S仅存在于蛋白质分子中，99%的P存在于DNA分子中。
现欲做T2噬菌体侵染细菌的实验，以证明DNA是亲子代之间具有连续性的物质，用于标记噬菌体的同位素是（）
A．32PB．35SC．14C和18OD．32P和35S
例五、在噬菌体侵染细菌的实验中，如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，结果复制出来的绝大多数噬菌体（）
A．含32P和35SB．不含32P和35SC．含32P、不含35SD．不含32P、含35S
判断：
1．同位素标记噬菌体时不能直接将噬菌体放在培养基上（ ）。
2．同时用35S、32P标记一组噬菌体实验效果更明显（ ）。
3．有细胞的生物以DNA作为主要遗传物质（ ）。
思考：
是不是所有生物都含有DNA？
如果不是，遗传物质还有什么？
三、少数生物的遗传物质是RNA
有些病毒不含DNA，只含有蛋白质和RNA，它们的遗传物质是，如烟草花叶病毒等。
例六、甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为（）
知识总结：
DNA作为遗传物质具备的条件：
①、分子结构具有相对的稳定性，但在特殊情况下又能产生的变异；
②、能自我复制，前后代保持一定的连续性；
③、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢和性状；
④、具有存储巨大数量的能力。
【自主检测】
1、用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡（）
A.加热杀死的S型细菌B.缺乏多糖荚膜的R型活细菌
C加热杀死的S型细菌和缺乏多糖荚膜的R型细菌的混合物
D.既缺乏多糖又加热杀死的R型细菌
2、科学家艾弗里从S型活细菌中提取出DNA．蛋白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养R型细菌的培养基中，实验结果证明了细菌的转化因子是DNA，为使实验结论更加严密，他设计了一个对照实验：
在S型细菌提取出的DNA中加入某种酶处理后，再加入培养R型细菌的培养基中，加入的酶和实验结果分别是（）
A．DNA限制性内切酶转化B．DNA连接酶转化
C转录酶不转化D．DNA酶不转化
3、在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下列哪个图示
4、艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（）
A．杂交实验法B．同位素标记法
C．病毒侵染法D．单独直接观察不同成分的作用
5、在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有（）
①少无毒R型②多无毒R型③少有毒S型④多有毒S型
A．①④B．②③C．③D．①③
6、噬菌体在繁殖过程中利用的原料是（）
A．噬菌体的核苷酸和氨基酸B．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸
C．细菌的核苷酸和氨基酸D．噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸
7.噬菌体侵染细菌过程中合成的DNA属于（）
A．细菌的B．噬菌体的C．细菌或噬菌体的D．细菌和噬菌体的
8、牛、噬菌体、烟草花叶病毒中参与构成遗传物质的碱基种类数依次分别是（）
A．4，4，5B．8，4，4C．5，4，4D．4，4，4
9、在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得上述噬菌体的方法是（）
A．用含32S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体
C．用含32S的培养基培养细菌，再用此纽菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
10、若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（）
A．一定有35S，可能有32PB．只有35SC．一定有32P，可能有35SD．只有32P
11．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
12、结合遗传物质的相关实验，回答下列问题：
（1）艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，该实验成功的最关键的实验设计思路是______．
（2）上述实验证明了______．
（3）后来，赫尔希和蔡斯用______方法，进一步表明DNA才是真正的遗传物质．实验包括4个步骤：
①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②35S和32P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离．
该实验步骤的正确顺序是______（用数字表示）．
（4）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在______（上清液或沉淀物）中．
（5）噬菌体的DNA连续复制n次后，含亲代噬菌体的DNA链的子代噬菌体个体应占总数的______．
（6）在蛋白质合成过程中，遗传信息的流动途径表达式是______．
第三章第一节DNA是主要遗传物质（课内探究）
班级学号姓名
考点一：
肺炎双球菌转化实验
例一、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
R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
R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
S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
以上四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
思考：
①格里菲斯的肺炎双球菌转化作用的实质是什么？
要想小鼠死亡，必须满足什么条件？
例二、格里菲思（F.Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（ ）
A．证明了DNA是遗传物质B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
思考：
加热杀死的S型菌是如何将R型细菌转化为S型菌的？
归纳总结：
体内转化实验和体外转化实验的比较：
体内转化实验
体外转化实验
实验者
培养细菌
用小鼠（体内）
用培养基（体外）
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性对照
实验结果
S型细菌的DNA使R型细菌→S型细菌
实验结论
两实验的联系
1、所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌2、体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。
3、两实验都遵循对照原则、单一变量原则
变式训练：
1.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下。
从表可知
实验组号接种菌型加入S型菌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
考点二：
噬菌体侵染细菌的实验
例三、如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为（ ）
A.可在外壳中找到15N和35SB.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15ND.可在DNA中找到15N、32P、35S
思考：
1.选择标记元素的时候，可不可以选择C、H、O中的任何一种元素标记噬菌体的DNA和蛋白质？
为什么？
2.噬菌体侵染细菌的过程:
3.如何得到用35S或32P标记的噬菌体 （任选其一标记）
①
②
变式训练：
2.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。
3、某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。
其中预测正确的是
“杂合”噬菌体的组成
实验预期结果
预期结果序号
子代表现型
甲的DNA＋乙的蛋白质
1
与甲种一致
2
与乙种一致
乙的DNA＋甲的蛋白质
3
与甲种一致
4
与乙种一致
A．1、3B．1、4C．2、3D．2、4
4、关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（）
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．35S、32P标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
总结：
格里菲斯肺炎双球菌体内转化实验的结论是
艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的结论是
赫尔希噬菌体侵染细菌的实验的结论是
虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处。
思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么？
考点三：
DNA是主要的遗传物质
例四、下列4种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是（）
A、引发禽流感的病原体B、烟草花叶病毒
C、T2噬菌体D、引起AIDS的病原体
例五、DNA是主要遗传物质的原因是（）
A、遗传物质的主要载体是染色体B、大多数生物的遗传物质是DNA
C、细胞里的DNA大部分在染色体上D、染色体在遗传上起主要作用
思考：
1、烟草花叶病毒内核苷酸有几种？
和噬菌体核苷酸种类有何区别？
2、除烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，还有哪些生物的遗传物质也是RNA？
举例说明（至少三个）
归纳总结：
1、绝大多数生物的遗传物质是，少数病毒的遗传物质是。
因此,"主要的"是对所有生物而言的,对具有细胞结构（真核和原核）的生物来说,遗传物质是,对于病毒来说，遗传物质可能是，也可能是。
2、结论：
生物的遗传物质
所含的核酸
遗传物质
生物的遗传物质
真核生物
DNA和RNA
是核酸（或者说主要是DNA，少数病毒是RNA）
原核生物
DNA
DNA病毒
DNA
RNA病毒
RNA
变式训练：
2、将TMV型病毒的蛋白质与HRV型病毒的RNA结合在一起，组成一个组合型病毒，用这个病毒去感染烟草，则在烟草体内分离出来的子代病毒为（）
A．TMV型蛋白质和HRV型RNAB．HRV型蛋白质和TMV型RNA
C．TMV型蛋白质和TMV型RNAD．HRV型蛋白质和HRV型RNA
当堂检测：
1、艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的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．重组DNA片断，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应
C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
2、下列关于生物的遗传物质的叙述中，不正确的是（）
A．某一生物体内的遗传物质只能是DNA或RNAB．除部分病毒外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNAD．生物细胞中DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
3、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DNAB．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
4、下列结构中，不含有遗传物质的是（）
A．叶绿体 B．线粒体 C．核糖体 D．染色体
5、35S标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有少量放射性的原因（）
A．含35S的噬菌体蛋白质外壳进入细菌中
B．少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面没有分离
C．35S的噬菌体蛋白质外壳离心后沉淀在下部
D．35S的噬菌体蛋白质外壳和DNA一同进入细菌中
6.（2016新课标1）有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脱氧）上三个磷酸基团所处的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。
回答下列问题；
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。
若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的（填“α”“β”或“γ”）位上。
（2）若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的（填“α”“β”或“γ”）位上。
（3）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。
若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是。
课后拓展
1．以含（NH4）235SO4、KH231PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种以32P标记的T2噬菌体（S元素为32S），一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及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31S
少数32P，多数32P
D
全部有
全部35S
少数32P，多数31P
2．用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌，待细菌解体后3H（ ）
A.随细菌的解体而消失 B.发现于噬菌体的外壳及ＤＮＡ中
C.仅发现于噬菌体的ＤＮＡ中 D.仅发现于噬菌体的外壳中
3．噬菌体外壳的合成场所是（）
A．细菌的核糖体B．噬菌体的核糖体C．噬菌体基质D．细菌的核区
4．噬菌体侵染细菌实验，直接和间接地证明了DNA（）
①是生物体内的遗传物质②能进行自我复制，上下代保持连续性
③能控制蛋白质的合成④是生物体内主要的遗传物质
A．①②③④B．①②③C．①②D．①
5.下列是生物学发展史上的几个重要的实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是
A.验证光合作用释放的氧全部来自水B.噬菌体侵染细菌的实验
C.肺炎双球菌的转化实验D.研究分泌蛋白的合成分泌途径
6．下列叙述与生物学史实相符的是
A.孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律
B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气
C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献
D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T２噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制
7、烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒感染烟叶，如下图所示，请据图回答下列问题：
a为TMV的蛋白质感染，b为TMV的RNA感染，c为HRV的蛋白质感染，d为HRV的RNA感染，e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。
（1）a与b，c与d的结果不同，说明______________。
（2）b与d的结果不同，说明______________。
（3）e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自_________，合成蛋白质的原料氨基酸由___________提供。
（4）f中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有来自_________的RNA和来自________的蛋白质。
DNA是主要的遗传物质课前案答案
一：
对遗传物质的早期推测
DNA蛋白质脱氧核糖核苷酸脱氧核糖磷酸碱基
思考：
①DNA特有的碱基为T,RNA特有的碱基为U②DNA的五碳糖为脱氧核糖，RNA的五碳糖为核糖③DNA为双螺旋结构，RNA一般为单链。
例一、C
二、DNA是遗传物质的证据
（一）1.肺炎双球菌小鼠光滑有荚膜粗糙无毒性
2.存活死亡存活死亡
思考：
死的S型细菌中，存在转化因子能使无毒性的活R型细菌转化为有毒性的S型细菌否
例二．C
（二）R型R型R型S型R型R型S型DNA是遗传物质
思考：
将蛋白质、DNA等成分分离开来，单独观察各自的作用。
例三．A判断√√×
（三）1、①仅有蛋白质和ＤＮＡ两种物质②Ｓ全部在蛋白质中，Ｐ全在ＤＮＡ中③侵染中蛋白质和ＤＮＡ自动分离
DNA蛋白质DNA蛋白质寄生消费者以自身DNA为模板利用大肠杆菌体内的物质来合成自身成分
同位素示踪标记法
思考：
（1）验证光合作用释放的氧全部来自水、研究分泌蛋白的合成分泌途径、证明DNA半保留复制实验
（2）不可以。
无法分辨放射性来源
很高很低很低很高自身DNADNA
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
例四D例五B判断√××
思考：
不是RNA
三、少数生物的遗传物质是RNA
RNA例六、D可遗传遗传信息
自主检测1-5CDBDB6-10CＢＤＤＡ 11B
12.
（1）分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质
（2）肺炎双球菌的“转化因子”是DNA
（3）同位素标记 ②①④③（4）沉淀物
（5）
1
2n−1
（6）
DNA是主要的遗传物质课内探究答案
课内探究案
考点一：
肺炎双球菌转化实验
例一．D基因重组必须有活的S型细菌例二.D
思考：
S型控制荚膜的DNA整合到R型细菌的DNA中去
格里菲斯艾弗里将DNA与蛋白质等成分分开来，单独观察各自的作用
加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型死细菌体内有转化因子DNA是遗传物质1.C
考点二：
噬菌体侵染细菌的实验
例三、B思考：
1.不能，CHO是DNA、蛋白质共有的元素
2.吸附、注入核酸、合成、组装、释放
3、用含放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，得到用32P标记的大肠杆菌
用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，就可得到32P标记的噬菌体
变式训练：
2、
（1）BDAEC
（2）噬菌体蛋白质外壳噬菌体DNA（3）噬菌体复制完成（4）DNA
3、B4、C
已被杀死的Ｓ型细菌中含有转化因子将Ｒ型活
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