新教材生物蘇教版必修第二冊(cè)學(xué)案2.1dNA是主要的遺傳物質(zhì)

第二章遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量目標(biāo)3.2.1闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞合格考試1.基于模型分析,歸納概括精子形成過程中各個(gè)時(shí)期染色體的行為變化。(科學(xué)思維)2.基于模型分析,歸納概括卵細(xì)胞形成過程中各個(gè)時(shí)期染色體的行為變化。(科學(xué)思維)等級(jí)考試1.基于模型分析,比較并歸納概括卵細(xì)胞與精子形成的區(qū)別。(科學(xué)思維)2.通過對(duì)植物細(xì)胞減數(shù)分裂裝片的觀察,識(shí)別減數(shù)分裂不同時(shí)期染色體的形態(tài)、位置和數(shù)目,加深對(duì)減數(shù)分裂過程的理解。(科學(xué)探究)一、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.肺炎鏈球菌:判一判:基于對(duì)肺炎鏈球菌的理解進(jìn)行判斷。(1)R型活細(xì)菌無多糖類莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑。 (×)提示:R型活細(xì)菌無多糖類莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙。(2)S型活細(xì)菌有多糖類莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑。 (√)(3)S型活細(xì)菌無致病性,不會(huì)使人和小鼠患病。 (×)提示:S型活細(xì)菌有致病性,會(huì)使人和小鼠患肺炎,小鼠并發(fā)敗血癥死亡。(4)R型活細(xì)菌有致病性,會(huì)使人和小鼠患病。 (×)提示:R型活細(xì)菌無致病性,不會(huì)使人和小鼠患病。2.格里菲斯的實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)過程:(2)實(shí)驗(yàn)推論:被加熱殺死的S型細(xì)菌中可能含有某種轉(zhuǎn)化因子,使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,而且這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。3.艾弗里的實(shí)驗(yàn):(1)基于對(duì)艾弗里實(shí)驗(yàn)過程的理解,填空:(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。上述實(shí)驗(yàn)中蛋白酶、RNA酶、DNA酶的作用分別是什么?提示:蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解,RNA酶催化RNA水解,DNA酶催化DNA水解。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料:T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式:(2)T2噬菌體的繁殖:①繁殖過程:吸附→侵入→增殖→成熟→裂解。②T2噬菌體侵染大腸桿菌后,會(huì)在噬菌體DNA的作用下,利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分。2.實(shí)驗(yàn)方法:放射性同位素標(biāo)記法。從元素組成的角度分析標(biāo)記元素的選擇:(1)DNA的組成元素:C、H、O、N、P,蛋白質(zhì)的主要組成元素:C、H、O、N、S。(2)該實(shí)驗(yàn)中用35S、32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。3.實(shí)驗(yàn)過程:4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:(1)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外。(2)在噬菌體DNA的指導(dǎo)下,新組裝并釋放出來的子代噬菌體與侵染大腸桿菌的噬菌體完全相同。5.結(jié)論:DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。教材【積極思維】大腸桿菌裂解釋放出的噬菌體中不能檢測(cè)到35S的蛋白質(zhì),那么蛋白質(zhì)外殼來源于哪里?提示:蛋白質(zhì)外殼是以大腸桿菌的氨基酸為原料合成的。三、RNA是某些病毒的遺傳物質(zhì)1.煙草花葉病毒的實(shí)驗(yàn):(1)煙草花葉病毒的結(jié)構(gòu):QUOTE(2)實(shí)驗(yàn)過程:(3)結(jié)論:RNA起著控制性狀的作用,而不是蛋白質(zhì),即RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。2.TMV(煙草花葉病毒)與HRV(車前草病毒)的病毒重建實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)過程:(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在只含有RNA而不含有DNA的病毒中,遺傳物質(zhì)是RNA。病毒中的核酸、核苷酸、五碳糖和堿基分別有多少種?病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA?提示:1種、4種、1種和4種。不一定,如T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。四、生物與遺傳物質(zhì)的種類選一選:基于對(duì)生物遺傳物質(zhì)的理解填空。下列生物中遺傳物質(zhì)是DNA的有:①③④⑤⑥⑦⑨;遺傳物質(zhì)為RNA的有:②⑧⑩。①T2噬菌體②煙草花葉病毒③藍(lán)細(xì)菌④大腸桿菌⑤酵母菌⑥蝗蟲⑦楊樹⑧SARS病毒⑨乙肝病毒⑩艾滋病病毒知識(shí)點(diǎn)一肺炎鏈球菌兩個(gè)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較1.區(qū)別:體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)科學(xué)家格里菲斯艾弗里及其同事細(xì)菌培養(yǎng)小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)構(gòu)思用加熱致死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)來說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化將S型細(xì)菌的DNA、RNA、蛋白質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng),觀察能否使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化觀察指標(biāo)小鼠是否死亡培養(yǎng)基中菌落類型實(shí)驗(yàn)結(jié)論加熱致死的S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA2.聯(lián)系:(1)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)則是前者的延伸。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都遵循對(duì)照原則和單一變量原則。特別提醒:肺炎鏈球菌實(shí)驗(yàn)的三點(diǎn)提醒①加熱會(huì)使蛋白質(zhì)變性失活,這種失活是不可逆的,溫度降低后蛋白質(zhì)活性也不可恢復(fù);而加熱會(huì)使DNA雙鏈解旋,隨溫度的降低,仍可恢復(fù)活性。②轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中。③艾弗里的實(shí)驗(yàn)思路實(shí)際是將S型肺炎鏈球菌中提純的各種物質(zhì)分別和R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),單獨(dú)、直接地觀察它們的作用效果?！局R(shí)拓展】區(qū)分R型肺炎鏈球菌與S型肺炎鏈球菌的方法(1)顯微觀察:制作裝片,用光學(xué)顯微鏡觀察肺炎鏈球菌是否有莢膜。有莢膜的為S型肺炎鏈球菌,無莢膜的為R型肺炎鏈球菌。(2)宏觀觀察:培養(yǎng)成菌落,觀察菌落的形態(tài)。菌落表面光滑的為S型肺炎鏈球菌,表面粗糙的為R型肺炎鏈球菌。(3)動(dòng)物實(shí)驗(yàn):將菌體注入小動(dòng)物體內(nèi),有致病性的為S型肺炎鏈球菌,無致病性的為R型肺炎鏈球菌。在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,在培養(yǎng)R型細(xì)菌的1、2、3、4四支試管中,依次加入從S型活細(xì)菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖,經(jīng)過培養(yǎng),檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌的是 ()A.3和4 B.1、3和4C.2、3和4 D.1、2、3和4【解題思維】解答本題需突破以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):【解析】選D。在2、3、4三支試管內(nèi),只有R型細(xì)菌,因?yàn)闆]有S型細(xì)菌的DNA,所以都不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號(hào)試管內(nèi)因?yàn)橛蠸型細(xì)菌的DNA,所以會(huì)使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只是一部分,故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在?！灸割}追問】(1)上述1號(hào)試管中含有肺炎鏈球菌的種類及各自的來源是什么?提示:R型和S型。S型細(xì)菌的DNA插入R型細(xì)菌的DNA上,R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化形成S型細(xì)菌,試管中部分R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,仍存在R型細(xì)菌。(2)上題導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供?提示:實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化時(shí)遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌,原料和能量均來自R型細(xì)菌?！緦彺鹫`區(qū)】不能理解什么是轉(zhuǎn)化,S型細(xì)菌的DNA整合到R型細(xì)菌中,使R型細(xì)菌由無毒變成有毒,即轉(zhuǎn)化成功。1.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分過程如圖所示,下列敘述正確的是 ()A.S型肺炎鏈球菌的菌落為粗糙的,R型肺炎鏈球菌的菌落是光滑的B.S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活C.從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌只有S型菌而無R型菌D.該實(shí)驗(yàn)未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的【解析】選D。S型肺炎鏈球菌的菌落為光滑的,R型肺炎鏈球菌的菌落是粗糙的,A錯(cuò)誤;S型菌的蛋白質(zhì)經(jīng)過加熱后已經(jīng)失活,但其DNA經(jīng)加熱后沒有失去活性,B錯(cuò)誤;S型細(xì)菌中的DNA能將部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,因此從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌有S型菌和R型菌,C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)證明S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子,能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,但不能證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正確。2.“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”證明了DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),得出這一結(jié)論的關(guān)鍵是 ()A.用S型活細(xì)菌和加熱殺死后的S型細(xì)菌分別對(duì)小鼠進(jìn)行注射,并形成對(duì)照B.用殺死的S型細(xì)菌與無毒的R型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),測(cè)定小鼠體液中抗體的含量C.從死亡小鼠體內(nèi)分離獲得了S型細(xì)菌D.將S型細(xì)菌的各種組成物質(zhì)分離并分別加入各培養(yǎng)基中,培養(yǎng)R型細(xì)菌,觀察是否發(fā)生轉(zhuǎn)化【解析】選D。將S型細(xì)菌的各種組成物質(zhì)分離并分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)后,發(fā)現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,出現(xiàn)S型細(xì)菌,而加入其他組成物質(zhì)的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌(如加入蛋白質(zhì))不發(fā)生轉(zhuǎn)化,即不出現(xiàn)S型細(xì)菌?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖表示肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是 ()A.該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循了對(duì)照原則和單一變量原則B.a、d組小鼠死亡是小鼠免疫功能喪失的結(jié)果C.從d組死亡小鼠身上分離得到的S型活細(xì)菌是由S型死細(xì)菌轉(zhuǎn)化而成的D.S型細(xì)菌的DNA可使小鼠死亡【解析】選A。對(duì)照原則和單一變量原則是生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,圖中的實(shí)驗(yàn)是肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。四組實(shí)驗(yàn)的處理方法不同并相互對(duì)照,A項(xiàng)正確;a、d兩組小鼠是由于感染了S型活細(xì)菌后患敗血癥死亡的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;d組小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的S型活細(xì)菌是由R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;S型細(xì)菌的DNA并不直接使小鼠死亡,而是使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型細(xì)菌,最終使小鼠死亡,D項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.噬菌體侵染細(xì)菌的過程:過程過程圖示過程分析吸附噬菌體用尾部的尾絲附著在細(xì)菌表面侵入噬菌體將自身的DNA侵入細(xì)菌體內(nèi),而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌體外過程過程圖示過程分析增殖親代噬菌體的DNA利用細(xì)菌體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為原料,復(fù)制子代噬菌體的DNA,并合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼成熟合成的子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)組裝成子代噬菌體裂解細(xì)菌裂解,釋放出子代噬菌體;釋放的子代噬菌體再去侵染其他細(xì)菌特別提醒:①T2噬菌體營(yíng)寄生生活,寄主細(xì)胞只能是大腸桿菌。②噬菌體在大腸桿菌中繁殖后代過程中,DNA由噬菌體提供,合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼所需要的原料都是由大腸桿菌提供。2.噬菌體中放射性元素分析:放射性元素標(biāo)記生物檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果32P噬菌體子代噬菌體的核酸部分含放射性大腸桿菌全部含放射性35S噬菌體子代噬菌體的蛋白質(zhì)均無放射性大腸桿菌均含放射性14C、3H噬菌體子代噬菌體的核酸部分含放射性子代噬菌體蛋白質(zhì)均不含放射性大腸桿菌子代噬菌體的核酸全部含放射性子代噬菌體蛋白質(zhì)全部含放射性特別提醒:①P是DNA的特有元素,只標(biāo)記噬菌體的DNA;S是蛋白質(zhì)的特有元素,只標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。②噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中均含有C、H、O三種元素,所以不能標(biāo)記這三種元素,否則無法區(qū)分標(biāo)記的是DNA還是蛋白質(zhì)。3.實(shí)驗(yàn)中放射性正常或異常分布情況及原因:(1)用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí):(2)用含35S的T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí):特別提醒:①實(shí)驗(yàn)過程中保溫時(shí)間要合理(不能過長(zhǎng)或過短),否則上清液中會(huì)含有放射性。②攪拌要充分,否則沉淀物中會(huì)含有放射性。【知識(shí)拓展】同位素標(biāo)記法(1)適用范圍及實(shí)驗(yàn)原理:同位素標(biāo)記法一般是在需要研究的物質(zhì)體系中,加入一些放射性同位素原子(標(biāo)記原子),用放射性檢測(cè)手段來跟蹤其行跡,研究出該系統(tǒng)的變化規(guī)律?？捎脕硌芯吭卦谕簧矬w內(nèi)各細(xì)胞之間以及細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器之間、各物質(zhì)之間的運(yùn)行和變化情況。(2)常用元素:用于跟蹤技術(shù)的放射性同位素一般是構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素,如3H、14C、32P、35S等。(3)一般流程:明確研究的生命活動(dòng)→確定密切相關(guān)的化合物→選擇恰當(dāng)?shù)姆派湫栽亍煤派湫栽氐奈镔|(zhì)處理細(xì)胞或生物→放射性檢測(cè)→得出規(guī)律。如果用3H、14C、32P、35S標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染細(xì)菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)成分中,能夠找到的放射性元素為 ()A.可在蛋白質(zhì)外殼中找到3H、14C、35SB.可在DNA中找到3H、14C、32PC.可在蛋白質(zhì)外殼中找到14C、32P、35SD.可在DNA中找到14C、32P、35S【解題思維】解答本題需要突破兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):【解析】選B。噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中都有C、H、O、N四種元素,蛋白質(zhì)中特有的元素是S,DNA中特有的元素是P。當(dāng)用3H、14C、32P、35S標(biāo)記噬菌體后,3H、14C、35S標(biāo)記在噬菌體的蛋白質(zhì)外殼上,3H、14C、32P標(biāo)記在噬菌體的DNA上,由于細(xì)菌沒有被標(biāo)記,噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)只有其DNA分子進(jìn)入細(xì)菌中,重新合成了子代的蛋白質(zhì)外殼。故在子代噬菌體的組成成分中,其蛋白質(zhì)外殼含3H、14C,部分DNA中含3H、14C、32P,B正確。【審答誤區(qū)】常見以下兩種錯(cuò)誤:(1)3H、14C標(biāo)記噬菌體時(shí),噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA均被標(biāo)記,而不是其中一種被標(biāo)記。(2)噬菌體侵染細(xì)菌過程中,只有DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞,利用宿主細(xì)胞的原料進(jìn)行物質(zhì)合成?！痉椒ㄒ?guī)律】二看法判斷子代放射性的有無1.如圖所示為赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中的T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程示意圖。下列說法正確的是 ()A.過程⑤釋放的噬菌體都不含有親代的成分B.培養(yǎng)噬菌體和大腸桿菌可用相同的培養(yǎng)基C.T2噬菌體和大腸桿菌含有的核酸種類相同D.T2噬菌體增殖需要大腸桿菌的核糖體參與【解析】選D。過程⑤釋放的噬菌體中有少數(shù)含有親代的DNA,A錯(cuò)誤;噬菌體是DNA病毒,營(yíng)寄生生活,故培養(yǎng)噬菌體的培養(yǎng)基中必須有活細(xì)胞,而培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基中不需要活細(xì)胞,B錯(cuò)誤;T2噬菌體含有的核酸是DNA,大腸桿菌含有的核酸是DNA和RNA,C錯(cuò)誤;T2噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),增殖需要大腸桿菌的核糖體參與,合成蛋白質(zhì),D正確。2.赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì),下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是 ()A.實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNAB.噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是大腸桿菌編碼的C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌D.實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA【解析】選C。N是蛋白質(zhì)和DNA共有的元素,若用15N代替32P標(biāo)記噬菌體的DNA,則其蛋白質(zhì)也會(huì)被標(biāo)記,A錯(cuò)誤;噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由噬菌體的DNA在大腸桿菌體內(nèi)編碼的,B錯(cuò)誤;噬菌體的DNA合成的模板來自噬菌體自身的DNA,而原料來自大腸桿菌,C正確;該實(shí)驗(yàn)證明了噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】赫爾希和蔡斯“噬菌體侵染細(xì)菌”的實(shí)驗(yàn)中,操作及結(jié)果正確的是 ()A.同時(shí)用含同位素35S、32P標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體B.分別用含同位素35S、32P標(biāo)記的噬菌體侵染未經(jīng)標(biāo)記的細(xì)菌C.噬菌體侵染細(xì)菌并經(jīng)保溫、攪拌與離心后,含35S的放射性同位素主要分布在沉淀物中D.噬菌體侵染細(xì)菌并經(jīng)保溫、攪拌與離心后,含32P的放射性同位素主要分布在上清液中【解析】選B。分別(而不能同時(shí))用含同位素35S、32P標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,然后用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體,再分別用含同位素35S、32P標(biāo)記的噬菌體侵染未經(jīng)標(biāo)記的細(xì)菌,A錯(cuò)誤、B正確;35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì),噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí),蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌,留在外面,經(jīng)過攪拌、離心后,35S主要存在于上清液中,C錯(cuò)誤;32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA,噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí),DNA進(jìn)入細(xì)菌,并隨著細(xì)菌離心到沉淀物中,所以32P主要分布在沉淀物中,D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)三DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.探索“遺傳物質(zhì)”的思路和方法:(1)探究思路:設(shè)法將各種物質(zhì)分開,單獨(dú)觀察它們的作用。(2)三種方法:2.生物的遺傳物質(zhì)不同:生物類型細(xì)胞生物非細(xì)胞生物真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒實(shí)例動(dòng)物、植物和真菌等細(xì)菌等T2噬菌體等HIV、煙草花葉病毒等核酸種類DNA和RNADNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNADNARNA結(jié)果絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA結(jié)論DNA是主要的遺傳物質(zhì)特別提醒:①生物體內(nèi)具有的核酸不一定是遺傳物質(zhì),如細(xì)胞中的RNA。②絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有極少數(shù)病毒(RNA病毒)的遺傳物質(zhì)是RNA。生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)來傳遞遺傳信息的。下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是 ()A.病毒的遺傳物質(zhì)是DNAB.藍(lán)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAC.既有DNA又有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNAD.真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA【解析】選C。病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA,A錯(cuò)誤;藍(lán)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)就是DNA,B錯(cuò)誤;既有DNA又有RNA的生物,其遺傳物質(zhì)是DNA,C正確;無論真核生物還是原核生物,只要具有細(xì)胞結(jié)構(gòu),其遺傳物質(zhì)就是DNA,D錯(cuò)誤?！緦彺鹫`區(qū)】(1)對(duì)于某種特定的生物而言,其遺傳物質(zhì)只有一種,DNA或RNA,沒有主要和次要之分。(2)具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物,其遺傳物質(zhì)為DNA,病毒的遺傳物質(zhì)為DNA或RNA。【母題追問】(1)將病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解會(huì)得到幾種物質(zhì)?提示:6種,1種磷酸、4種堿基、1種五碳糖。(2)將人體細(xì)胞的核酸徹底水解會(huì)得到幾種物質(zhì)?提示:8種,1種磷酸、5種堿基、2種五碳糖。1.科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個(gè)不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,不可能出現(xiàn)的是 ()實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型①a型TMV→感染植物a型a型②b型TMV→感染植物b型b型③組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+a型TMV的RNA)→感染植物a型a型A.實(shí)驗(yàn)① B.實(shí)驗(yàn)② C.實(shí)驗(yàn)③ D.實(shí)驗(yàn)④【解析】選C。a型TMV→感染植物,病斑類型是a型,病斑中分離出的病毒類型是a型,A正確;b型TMV→感染植物,病斑類型是b型,病斑中分離出的病毒類型是b型,B正確;組合病毒的RNA來自b型TMV的RNA,由于RNA病毒中RNA是遺傳物質(zhì),因此組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+b型TMV的RNA)→感染植物,病斑類型是b型,病斑中分離出的病毒類型是b型,C錯(cuò)誤;組合病毒的RNA來自a型TMV的RNA,由于RNA病毒中RNA是遺傳物質(zhì),因此組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+a型TMV的RNA)→感染植物,病斑類型是a型,病斑中分離出的病毒類型是a型,D正確。2.核酸是一切生物的遺傳物質(zhì),下列說法正確的是 ()A.煙草的遺傳物質(zhì)中含有4種堿基B.真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,部分原核生物的遺傳物質(zhì)是RNAC.肺炎鏈球菌利用人體細(xì)胞的核糖體合成蛋白質(zhì)D.RNA病毒的遺傳物質(zhì)均能在宿主細(xì)胞中反轉(zhuǎn)錄生成DNA【解析】選A。煙草的遺傳物質(zhì)是DNA,含有A、T、C、G4種堿基,A正確;真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,B錯(cuò)誤;肺炎鏈球菌是原核生物,自身細(xì)胞中含有核糖體,可合成蛋白質(zhì),C錯(cuò)誤;只有具有逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒才能在宿主細(xì)胞中反轉(zhuǎn)錄生成DNA,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖是某種高等植物的病原體的遺傳過程實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明這種病原體 ()A.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過RNA遺傳B.寄生于細(xì)胞間,通過蛋白質(zhì)遺傳C.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過蛋白質(zhì)遺傳D.寄生于細(xì)胞間,通過RNA遺傳【解析】選A。從題圖可看出,將RNA接種在葉片上,葉片出現(xiàn)了病斑,而將蛋白質(zhì)外殼接種到葉片上,葉片上沒有病斑,所以該病原體是通過RNA遺傳的。病毒都是寄生在活細(xì)胞內(nèi)的,利用細(xì)胞提供的物質(zhì)進(jìn)行相關(guān)代謝。1.【實(shí)驗(yàn)情境】赫爾希和蔡斯研究了T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染大腸桿菌過程中的功能,攪拌離心后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示,請(qǐng)分析:(1)圖中被侵染的大腸桿菌的存活率基本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是什么?(科學(xué)探究)提示:作為對(duì)照組,以證明大腸桿菌未裂解。(2)攪拌時(shí)間足夠長(zhǎng),細(xì)胞外的32P含量也有約30%,原因可能是什么?(科學(xué)探究)提示:有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染大腸桿菌。2.【生活情境】2020年新型冠狀病毒引起的疫情對(duì)全球多個(gè)國(guó)家造成不同程度的影響。目前已知新型冠狀病毒的核酸為正鏈單鏈RNA。假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證其遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。(要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)(科學(xué)探究)提示:①思路:甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒檢測(cè)其放射性。乙組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。②預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:甲組收集的病毒有放射性,乙組無放射性。結(jié)論:新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)為RNA。1.遺傳物質(zhì)是親代與子代之間傳遞遺傳信息的物質(zhì),下列關(guān)于探索DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,敘述正確的是____________。

①格里菲斯實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀②艾弗里實(shí)驗(yàn)證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡③赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)④赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標(biāo)記⑤酵母菌的遺傳物質(zhì)分布在染色體和葉綠體中⑥噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中分別用含32P、35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌來獲得被標(biāo)記的噬菌體⑦新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA【解析】選⑥⑦。格里菲斯實(shí)驗(yàn)只證明了轉(zhuǎn)化因子的存在,沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA,①錯(cuò)誤;艾弗里實(shí)驗(yàn)證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子,從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌才導(dǎo)致小鼠死亡,②錯(cuò)誤;赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)僅證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì),由于蛋白質(zhì)未進(jìn)入宿主細(xì)胞,不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),③錯(cuò)誤;赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體中僅有少部分帶有32P標(biāo)記,④錯(cuò)誤;酵母菌的遺傳物質(zhì)是DNA,分布在染色體和線粒體中,酵母菌無葉綠體,⑤錯(cuò)誤;噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中分別用含32P、35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌來獲得被標(biāo)記的噬菌體,⑥正確;新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,⑦正確。2.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是 ()A.S型細(xì)菌的DNA B.R型細(xì)菌的DNAC.莢膜 D.S型細(xì)菌的RNA【解析】選A。S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,因此S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子,A正確,B錯(cuò)誤;S型細(xì)菌的莢膜、RNA等物質(zhì)不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,因此S型細(xì)菌的莢膜、RNA等物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子,C、D錯(cuò)誤。3.為驗(yàn)證DNA是遺傳物質(zhì),某同學(xué)利用R型和S型肺炎鏈球菌做了如下實(shí)驗(yàn)。下列敘述正確的是 ()組別接種菌株添加物質(zhì)菌落生長(zhǎng)情況①R型S型活菌DNA?②S型活菌DNA(經(jīng)DNA酶處理)?③無菌水?A.①為實(shí)驗(yàn)組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一定有S型菌落出現(xiàn)B.②為對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一定有R型菌落出現(xiàn)C.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的全過程一定要采用懸浮培養(yǎng)方法D.結(jié)果說明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)【解析】選B。①為實(shí)驗(yàn)組,因?yàn)槭艿蕉喾矫嬉蛩氐挠绊?實(shí)驗(yàn)結(jié)果中不一定有S型菌落出現(xiàn),A錯(cuò)誤;②為對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一定有R型菌落出現(xiàn),B正確;實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中應(yīng)該在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)中沒有涉及蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)組,因此該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明DNA是遺傳物質(zhì),但不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),D錯(cuò)誤。4.用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),用這種噬菌體去侵染大腸桿菌,則在新形成的噬菌體中 ()A.不可能檢測(cè)到32PB.可能檢測(cè)到35SC.可能檢測(cè)到32P和35SD.大部分檢測(cè)不到32P【解析】選D。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),只有DNA進(jìn)入細(xì)菌作為模板控制子代噬菌體的合成,而且合成子代噬菌體所需的原料均來自細(xì)菌,因此子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均不含有35S。根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn),子代噬菌體的DNA含有少量的32P和大量的31P。5.在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。下列實(shí)驗(yàn)中,采用“加法原理”的是 ()A.驗(yàn)證過氧化氫酶可加快過氧化氫分解B.驗(yàn)證Mg是植物的必需元素C.驗(yàn)證光是光合作用的條件D.艾弗里的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)【解析】選A。驗(yàn)證過氧化氫酶可加快過氧化氫分解,應(yīng)進(jìn)行有無過氧化氫酶的對(duì)照實(shí)驗(yàn),采用了“加法原理”,故A正確;驗(yàn)證Mg是植物的必需元素,應(yīng)在常態(tài)條件下,除去Mg元素,采用了“減法原理”,故B錯(cuò)誤;驗(yàn)證光是光合作用的條件,應(yīng)在常態(tài)條件下,除去光照條件,采用了“減法原理”,故C錯(cuò)誤;艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),每組實(shí)驗(yàn)都去除一種物質(zhì),采用了“減法原理”,故D錯(cuò)誤。6.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中,T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述,正確的是 ()A.T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復(fù)制和增殖B.T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中D.人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同【解析】選C。本題主要考查T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)及病毒的特點(diǎn)。T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的病毒,A錯(cuò)誤;T2噬菌體缺乏獨(dú)立代謝的能力,只能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行代謝,B錯(cuò)誤;T2噬菌體侵入宿主細(xì)胞后,利用宿主細(xì)胞的核苷酸合成自身的核酸,培養(yǎng)基中32P經(jīng)宿主攝取后,可以出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中,C正確;人類免疫缺陷病毒(HIV)的遺傳物質(zhì)是RNA,T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯(cuò)誤。7.(教材“應(yīng)用題”改編)赫爾希和蔡斯用35S或32P標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn),證明了DNA是遺傳物質(zhì)。圖中被32P標(biāo)記的基團(tuán)是 ()A.1 B.2 C.3 D.4【解析】選B。S是蛋白質(zhì)的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白質(zhì)中幾乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì),直接單獨(dú)去觀察它們的作用。P元素存在于核苷酸的磷酸基團(tuán)2上,故被32P標(biāo)記的基團(tuán)是2,B正確。8.如表為T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn),回答下列問題:編號(hào)實(shí)驗(yàn)過程和操作結(jié)果A組含35S噬菌體+大腸桿菌攪拌、離心→檢測(cè)放射性上清液中的放射性很高,下層沉淀中的放射性很低B組含32P噬菌體+大腸桿菌攪拌、離心→檢測(cè)放射性上清液中的放射性很低,下層沉淀中的放射性很高(1)從理論上分析,A組的下層沉淀和B組的上清液中的放射性應(yīng)該為零,原因是

__。

(2)由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間存在著較大差異,請(qǐng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析:①在A組實(shí)驗(yàn)的沉淀中檢測(cè)到放射性,可能的原因是

__。

②在B組實(shí)驗(yàn)中,32P標(biāo)記的噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)使上清液中放射性含量______,其可能的原因是__。

③實(shí)驗(yàn)中如果保溫時(shí)間過短,32P標(biāo)記的噬菌體______(填“能”或“不能”)全部侵染到大腸桿菌的體內(nèi),這______(填“是”或“不是”)誤差的來源,理由是_______