《（教師用書）2016-2017版高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第1節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)學(xué)案 浙科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（教師用書）2016-2017版高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第1節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)學(xué)案 浙科版必修2（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第一節(jié)　核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1．概述噬菌體侵染細菌的實驗，體會實驗方法與技術(shù)的多樣性。 2．概述肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，感悟?qū)嶒灥膰?yán)密性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。 3．簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗，認同模型法是進行科學(xué)研究的重要方法。 噬 菌 體 侵 染 細 菌 的 實 驗 1．實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法。 2．實驗材料：T2噬菌體，它是一種專門寄生在細菌體內(nèi)的病毒，不能獨立生存，它的頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有一個DNA分子。 3．實驗過程及結(jié)果 (1)被35S標(biāo)記的噬菌體＋細菌子代噬菌體中沒有35S。 (2)被32P標(biāo)記的噬菌體＋細菌子代噬

2、菌體中有32P。 4.實驗結(jié)果分析 (1)噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌細胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在細菌細胞外。 (2)子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳。 5．結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。 探討：為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？ 提示：因為噬菌體營寄生生活，只有在細菌體內(nèi)才能進行增殖，故應(yīng)先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 探討：能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S 同時標(biāo)記噬菌體？ 提示：不能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含C和O。不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體，因為放射性檢測儀只能檢測放射

3、性的位置，不能檢測是哪種物質(zhì)發(fā)出的放射性。 探討：噬菌體侵染細菌的實驗中，沉淀物中含有的物質(zhì)主要是什么？ 提示：被侵染的大腸桿菌。 1．T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程 (1)吸附：用尾部的末端(六根尾絲)吸附在大腸桿菌表面。 (2)注入：釋放出溶菌酶，破壞大腸桿菌的局部細胞膜，噬菌體DNA通過尾管進入大腸桿菌，蛋白質(zhì)外殼留在外面。 (3)復(fù)制、合成：在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，以大腸桿菌體內(nèi)的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體DNA，以大腸桿菌體內(nèi)的氨基酸為原料合成噬菌體蛋白質(zhì)外殼。 (4)組裝：一個蛋白質(zhì)外殼裝入一個噬菌體DNA分子，組成一個新的噬菌體。 (5)釋放：大腸桿菌細胞破裂，

4、釋放出幾十個至幾百個子代噬菌體。 2．上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因： ①保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。 ②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因： 由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。 1．右圖表示用同位素32P、35S分別標(biāo)記T

5、2噬菌體的DNA和大腸桿菌的蛋白質(zhì)(氨基酸)，然后進行“噬菌體侵染細菌實驗”，侵染后產(chǎn)生的子代噬菌體(10～1 000個)與親代噬菌體形態(tài)完全相同，而子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中含有的標(biāo)記元素應(yīng)是(　　) A．31P、32P和35S B．31P、32P和32S C．31P、32P和32S、35S D．32P和32S、35S 【解析】　在T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。并且S元素僅存在于蛋白質(zhì)中，99%的P元素都存在于DNA中。當(dāng)T2噬菌體侵染大腸桿菌時，噬菌體的DNA全部注入大腸桿菌細胞內(nèi)，而其蛋白質(zhì)外殼則留在細胞外面。T2噬菌體的DNA進入細菌體內(nèi)后，利用細

6、菌的組成成分，來合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，因此子代噬菌體的DNA都含31P、少數(shù)DNA含32P，所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)都含35S。 【答案】　A 2．科學(xué)家用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，待大腸桿菌解體后，15N(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930018】 A．不出現(xiàn)在T2噬菌體中 B．僅出現(xiàn)在T2噬菌體的DNA中 C．出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼和DNA中 D．僅出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼中 【解析】　DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素。噬菌體侵染被15N標(biāo)記的大腸桿菌，合成自身DNA和蛋白質(zhì)的原料都來源于大腸桿菌，因此子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)都含有15N。

7、 【答案】　C 肺 炎 雙 球 菌 轉(zhuǎn) 化 實 驗 1．肺炎雙球菌 　　　　種類 比較項目　　　 S型球菌 R型球菌 菌落 光滑 粗糙 菌體 有莢膜 無莢膜 有無毒性 有毒性 無毒性 2.活體細菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)實驗過程和現(xiàn)象： ①S型活球菌小鼠→死亡。 ②R型活球菌小鼠→存活。 ③加熱殺死的S型球菌小鼠→存活。 ④加熱殺死的S型球菌＋R型活球菌小鼠→死亡。 (2)結(jié)論：加熱殺死的S型球菌有某種物質(zhì)(“轉(zhuǎn)化因子”)能使R型活球菌轉(zhuǎn)化成活的S型球菌。 3．離體細菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)實驗材料：R型菌、S型菌。 (2)實驗過程及結(jié)果：

8、(3)特點：DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高。 (4)實驗結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。 探討：活體細菌轉(zhuǎn)化實驗?zāi)芊褡C明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)？為什么？ 提示：不能。活體細菌轉(zhuǎn)化實驗沒有將細菌中各組分分開，因此，該實驗只能證明S型細菌體內(nèi)含有轉(zhuǎn)化因子，不能證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。 探討：如果把S型菌的DNA提取出來后，直接注射到小鼠體內(nèi)，能否從小鼠體內(nèi)分離得到S型菌？ 提示：不能，因為S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，前提是S型菌的DNA能與R型菌的DNA發(fā)生重組，直接將S型菌的DNA注入小鼠體內(nèi)，如果小鼠體內(nèi)沒有R型菌，無法轉(zhuǎn)化為S型菌。 探討：請分析活體細菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細菌轉(zhuǎn)

9、化實驗的關(guān)系。 提示：活體細菌轉(zhuǎn)化實驗證明了S型細菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子，但轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)并沒有證明。離體細菌轉(zhuǎn)化實驗則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細菌體內(nèi)的DNA。 1．肺炎雙球菌活體細菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細菌轉(zhuǎn)化實驗的比較和分析 活體細菌轉(zhuǎn)化實驗 離體細菌轉(zhuǎn)化實驗 培養(yǎng)細菌 小鼠(體內(nèi)) 培養(yǎng)基(體外) 實驗結(jié)果 加熱殺死的S型球菌能使R型球菌轉(zhuǎn)化為S型球菌 S型球菌的DNA使R型球菌轉(zhuǎn)化為S型球菌 實驗結(jié)論 S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” S型球菌的DNA是遺傳物質(zhì) 聯(lián)系 ①所用材料相同，都是肺炎雙球菌(R型和S型) ②實驗?zāi)康亩际茄芯空l是遺傳物質(zhì) ③活體細

10、菌轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，離體細菌轉(zhuǎn)化實驗進一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA ④兩個轉(zhuǎn)化實驗都遵循對照原則、單一變量原則 2.實驗拓展分析 (1)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)活性。 (2)R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的實質(zhì)是S型細菌DNA與R型細菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細菌的性狀。 (3)轉(zhuǎn)化后形成的S型細菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 1．已知有莢膜的肺炎雙球菌可引起動物致死性敗血癥，無莢膜的肺炎雙球菌對動物無害。請根據(jù)下列實驗回答：從有莢膜的肺炎雙球菌中提取了DN

11、A、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)，分別加入培養(yǎng)無莢膜細菌的培養(yǎng)基中，并將培養(yǎng)液注射到小鼠體內(nèi)，其結(jié)果不正確的是(　　) 【解析】　從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取的物質(zhì)中，只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，使小鼠致死。A、B、C都正確。D中有DNA，但用DNA酶處理DNA分子，就會使DNA分子水解，不會使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，小鼠應(yīng)正常。 【答案】　D 2．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，發(fā)現(xiàn)無毒R型和被加熱殺死的有毒S型細菌混合后，在小鼠體內(nèi)找到了下列哪些類型的細菌(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930019】 ①有毒R型?、跓o毒R型?、塾卸維型　④無毒S型

12、A．①②　 B．③④ C．②③ D．②④ 【答案】　C 煙 草 花 葉 病 毒 的 感 染 和 重 建 實 驗 1．煙草花葉病毒的組成成分：RNA和蛋白質(zhì)。 2．實驗過程： (1)煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)煙草→煙草不患病。 (2)煙草花葉病毒的RNA煙草→煙草患病。 (3)煙草花葉病毒RNA＋RNA酶煙草→煙草不患病。 (4)TMVA蛋白質(zhì)＋TMVB RNA→ 重建病毒煙草→從煙草中能分離出TMVB后代。 (5)TMVB蛋白質(zhì)＋TMVA RNA→重建病毒煙草→從煙草中能分離出TMVA后代。 3．結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 探討：病毒的遺傳物質(zhì)是否

13、都是RNA? 提示：不一定，如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。 探討：細胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA? 提示：細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA。 探討：“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌實驗”能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)嗎？ 提示：不能，“DNA是主要遺傳物質(zhì)”指的是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，而這兩個實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，并不能證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。 1．不同生物的遺傳物質(zhì) 細胞生物 非細胞生物 生物類型 真核生物 原核生物 多數(shù)病毒 少數(shù)病毒 實例 真菌、原生生物、所有動植物 細菌、藍藻、放線菌等

14、 噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等 HIV、SARS病毒、煙草花葉病毒等 核酸種類 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA 遺傳物質(zhì) DNA DNA DNA RNA 結(jié)果：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 結(jié)論：DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1．科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(　　) 實驗編號 實驗過程 實驗結(jié)果 病斑類型 病斑中分離出的病毒類型 A a型TMV→感染植物 a型 a型 B b型TMV→感染

15、植物 b型 b型 C 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 D 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 【解析】　煙草花葉病毒是RNA病毒，遺傳特性是由RNA決定的，實驗C組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型TMV的RNA，所以分離出的病毒類型應(yīng)該是b型。 【答案】　C 2．下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的敘述，不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930020】 A．核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)(朊病毒除外) B．絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA C．除少數(shù)病毒外，生物的遺傳物質(zhì)都是DNA D．生物細胞內(nèi)DNA較多，

16、所以DNA是主要的遺傳物質(zhì) 【解析】　DNA是主要的遺傳物質(zhì)是因為除少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)不是DNA外，其他生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。 【答案】　D 1．關(guān)于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是(　　) A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C．用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 【解析】　噬菌體不能用培養(yǎng)基直接進行培養(yǎng)；用標(biāo)記的噬菌體侵染

17、未標(biāo)記的大腸桿菌后一定要注意保溫培養(yǎng)時間，否則實驗不能成功；用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌的實驗中，沉淀物存在少量放射性的原因，可能是攪拌不充分使部分噬菌體的外殼附著在細菌上而進入沉淀物中；32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實驗?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)。 【答案】　C 2．在探索遺傳物質(zhì)的過程中，關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗，下列敘述正確的是(　　) A．此實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) B．用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體 C．用同位素32P標(biāo)記的一組實驗中，放射性主要分布在試管的上清液中 D．細菌裂解釋放的噬菌體中，可檢測到32P標(biāo)記的DNA，但檢測

18、不到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì) 【解析】　T2噬菌體侵染細菌的實驗時，分別用32P標(biāo)記DNA的T2噬菌體和用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的T2噬菌體進行侵染實驗，該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 【答案】　D 3．活體細菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論不正確的是(　　) A．說明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA B．說明了R型活細菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細菌 C．說明了R型活細菌是無毒性的 D．說明了加熱殺死的S型細菌是無毒性的 【解析】　活體細菌轉(zhuǎn)化實驗，不能證明遺傳物質(zhì)是什么，只能證明S型細菌含有能讓R型細菌轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子。 【答案】　A 4．科學(xué)家在證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗中，將從S型活菌中提取的DN

19、A用DNA酶進行了處理，并將處理后的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設(shè)置本實驗步驟的目的是(　　) A．證明R型菌生長不需要DNA B．與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照 C．補充R型菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì) D．直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉(zhuǎn)化的因素 【解析】　本實驗中真正的實驗組是S型活菌中提取的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上有R型菌和S型菌共同生長；為證明DNA的作用，設(shè)置了一系列對照實驗(本題實驗即是其中之一)，以進一步證明實驗結(jié)論。 【答案】　B 5．如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細胞后，在植物細胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒是(　　) 【解析】　雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質(zhì)，所以子代病毒應(yīng)與病毒乙相同。 【答案】　D 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，只有S型細菌的DNA才能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，即轉(zhuǎn)化因子是DNA。 2.T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S元素存在于蛋白質(zhì)中，P元素幾乎全存在于DNA中。 3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 4.DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。 9