2019-2020学年新教材高中生物 第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质学案 新人教

1第1节DNA是主要的遗传物质1．初步形成遗传物质的结构与功能相统一的观点。(生命观念)2.认同科学结论获得的最基本的方法是实证，提升科学思维能力。(科学思维)3.体验科学探究的思路和方法，运用归纳和概括的方法，归纳出DNA是主要的遗传物质。(科学探究)一、肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌的特点种类项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体致病性有无2.体内转化实验——格里菲思的实验(1)原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。(2)实验过程及现象(3)结论：已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。3．体外转化实验——艾弗里的实验(1)原理：只有加入DNA时，R型细菌才能够转化为S型细菌。(2)过程2(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。二、噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体的结构2．T2噬菌体的代谢与增殖(1)代谢：能寄生在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。(2)增殖：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分。3．实验过程4．实验结果及结论亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论32P标记的DNA有有DNA335S标记的蛋白质无无是遗传物质三、DNA是主要的遗传物质1．不同生物的遗传物质项目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RNADNA和RNADNARNA遗传物质DNADNADNARNA2.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。知识点一肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型细菌与S型细菌的致病性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照巧妙构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系(1)所用材料相同；(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；(3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。4(3)在转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。发展素养科学思维自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。(1)与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。(2)与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。1．(2019·菏泽高一检测)在肺炎链球菌转化实验中，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有致病性的R型活细菌②无致病性的R型活细菌③有致病性的S型活细菌④无致病性的S型活细菌A．①④B．②③C．③D．①③答案：B2．(2019·北京延庆高一期末)下图表示肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNAB．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎链球菌5解析：选B。DNA酶可以水解DNA，A正确；结果1中少数R型细菌转化为S型细菌，S型肺炎链球菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；结果2中全部为R型肺炎链球菌，D正确。知识点二噬菌体侵染细菌的实验1．噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌2．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路的比较项目肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA与其他物质分开，或特异性地去除某一物质，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能处理方式的区别利用“减法原理”：每个实验组特异性地去除一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)(2)两个实验遵循相同的实验设计原则：单一变量原则、对照原则。(3)实验结论(或目的)的比较6①肺炎链球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。②噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。3．(2019·曲阜高一检测)下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是()A．本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC．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D．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不是蛋白质解析：选B。病毒的繁殖离不开细胞，要标记噬菌体，应先标记大肠杆菌细胞，A错误；本实验选用噬菌体作为实验材料是因为其结构组成只有蛋白质和DNA，B正确；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把大肠杆菌和噬菌体的蛋白质外壳分开，C错误；仅用35S标记噬菌体壳体蛋白做侵染细菌实验，在新形成的噬菌体中没有检测到35S，只能说明蛋白质没有进入大肠杆菌内，而不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，也不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。4．下列是赫尔希和蔡斯实验的过程和结果，下列关于此实验的分析和结论，不正确的是()A．上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物的主要成分是细菌菌体B．此实验表明DNA是遗传物质C．①实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌D．②实验说明噬菌体的标记部分进入了细菌7解析：选C。上清液的主要成分是细菌的培养基和噬菌体的蛋白质外壳，质量较重的沉淀物的主要成分是细菌菌体，A项正确；此实验表明，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，DNA才是真正的遗传物质，B项正确；①实验不能说明噬菌体的标记部分进入了细菌，因为噬菌体的蛋白质外壳不能进入细菌，进入细菌体内的只有噬菌体的DNA，C项错误，D项正确。核心知识小结[要点回眸][规范答题]S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。[随堂检测]1．(2019·武汉高一检测)肺炎链球菌转化实验的部分过程如下图所示。下列叙述正确的是()8A．S型肺炎链球菌的菌落是粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落是光滑的B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活C．从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的解析：选D。S型肺炎链球菌的菌落是光滑的，R型肺炎链球菌的菌落是粗糙的，A错误；因加热杀死的S型细菌不能在小鼠体内繁殖，所以仅注射该菌后小鼠存活，B错误；S型细菌中有活性的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，因此从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，但不能证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的，D正确。2．(2019·聊城高一检测)下图为肺炎链球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是()A．①②都要加热处理B．③要将所有提取物与R型细菌共同培养C．④的结果是只有S型细菌或R型细菌一种菌落D．①④的结果可能是有S型和R型细菌两种菌落解析：选D。题图中①是加热处理S型细菌，②是物质提取技术，A项错误；③是将提取物分别与R型细菌混合培养，分别观察培养基上菌落的生长情况，B项错误；④的结果是可能在培养基上出现S型和R型细菌两种菌落，意味着两种细菌都有，C项错误，D项正确。3．(2019·烟台高一检测)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是()A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质B．该实验的步骤是标记、培养、离心、搅拌、检测C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D．该实验证明了DNA是遗传物质解析：选D。应该用32P、35S分别标记两组T2噬菌体的DNA和蛋白质，然后分别做侵染细菌的实验，A项错误；该实验的步骤中，应该是搅拌后再离心，B项错误；病毒必须依赖9活细胞生存，T2噬菌体的培养需要用活的大肠杆菌，C项错误；该实验的结论为DNA是遗传物质，D项正确。4．(2019·湖北天门调研)下图是“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验，其中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中方框内代表大肠杆菌。下列关于本实验的叙述，不正确的是()A．图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的，其营养成分中的P应含32P标记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．图中若只有C中含大量放射性，可直接证明噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌D．实验中B对应的部分有少量放射性，可能原因是实验时间过长，部分细菌裂解解析：选A。题图中亲代噬菌体已用32P标记，会侵入大肠杆菌内进行增殖，培养大肠杆菌的培养液中不能用含32P标记的无机盐，A错误；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，与上一组相互对照来验证蛋白质是否为遗传物质，B正确；题图中若只有沉淀物C中含大量放射性，可直接证明是噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌，C正确；若本组实验中B(上清液)对应的部分出现放射性，可能是培养时间过长，造成部分细菌裂解，D正确。5．(2019·滨州高一检测)下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此判断，下列叙述正确的是()A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C．TMV遗传物质的基本组成单位是脱氧核苷酸D．RNA是TMV的主要遗传物质解析：选A。水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；TMV的蛋白质可以被接种到正常烟草细胞内，B错误；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，其基本组成单位是核糖核苷酸，C、D错误。6．(2019·青岛高一检测)下列关于遗传物质的说法，错误的是()10①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核的遗传物质是DNA④细胞质的遗传物质是RNA⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAA．①②③B．②③④C．②④⑤D．③④⑤解析：选C。细胞生物的遗传物质是DNA，无论是真核生物还是原核生物，①正确，②错误；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA，③正确，④错误；流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，⑤错误。7．请写出下列与探索遗传物质的经典实验分别对应的结论。答案：转化因子稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是遗传物质主要的遗传物质[课时作业]A级·合格考通关区1．(2019·枣庄高一检测)在肺炎链球菌的转化实验中，R型细菌转化成S型细菌的转化因子是()A．细菌荚膜B．细菌蛋白质C．R型细菌的DNAD．S型细菌的DNA解析：选D。S型细菌的DNA进入R型