（新课改地区）2018-2019学年高中生物 第3章 基因的本质（课件+学案）（打包6套）新人教版必修2.zip

1第 1节 DNA 是主要的遗传物质学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.阐明人类对遗传物质的探索过程的相关实验。2.说明 DNA是主要的遗传物质。1.生命观念——认同遗传物质的结构与功能观；2.科学思维——运用归纳与概括的方法，认同 DNA是主要的遗传物质； 3.科学探究——分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，学会实验方法。遗传物质转化|预知概念|一、肺炎双球菌转化实验1.格里菲思的体内转化实验（1）两种类型的肺炎双球菌：S 型细菌的菌落表面光滑，可使人患肺炎或小鼠患败血病。（2）实验过程：第一组：给小鼠注射 R型活菌，结果是小鼠不死亡。第二组：给小鼠注射 S型活菌，结果是小鼠死亡，且从小鼠体内分离出 S型活菌。第三组：注射加热杀死后的 S型活菌，结果是小鼠不死亡。第四组：将 R型活菌与加热杀死后的 S型细菌混合后注射，结果是小鼠死亡，且从小鼠体内分离出 S型活菌。（3）实验结论：S 型细菌含有促进 R型细菌转化成 S型细菌的转化因子。2.艾弗里的体外转化实验R型菌＋S 型菌的 DNA→出现 R型菌和 S型菌。R型菌＋S 型菌的蛋白质或荚膜多糖→只长 R型菌。R型菌＋S 型菌的 DNA＋DNA 酶→只长 R型菌。二、噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体的结构和成分22.该实验分两个分组，请完善下图两个实验的流程图3.实验结论和肺炎双球菌体外转化实验一样，都证明了 DNA是遗传物质。三、DNA 是主要的遗传物质由于大部分生物的遗传物质是 DNA，所以 DNA是主要的遗传物质。|过程评价|1.格里菲思的体内转化实验证明了 DNA是遗传物质（ ）2.高温处理过的 S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应（ ）3.35S和 32P分别标记了噬菌体的 DNA和蛋白质（ ）4.用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，放射性都出现在上清液中（ ）5.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（ ）答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√|联想·质疑|3★作为遗传物质，应具备的特点：1.分子结构稳定，贮存遗传信息；2.分子可以自我复制，传递遗传信息；3.能够指导蛋白质的合成，表达遗传信息；4.能够产生可遗传的变异。S型细菌的转化作用。★噬菌体侵染细菌时，子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的DNA，蛋白质还是细菌。先培养含 32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得 32P标记的噬菌体。细胞中的核酸有几种？其中遗传物质是哪种？病毒呢？提示：细胞中的核酸有 DNA和 RNA两种，其中只有 DNA是遗传物质。病毒中的核酸只有一种——DNA 或 RNA，所具有的核酸就是病毒的遗传物质。科学探究 1 肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验4根据教材 P43图 3－2 回答下列问题：（1）第一组和第二组实验对照能得到什么结论？提示：R 型细菌无毒性，S 型细菌有毒性。（2）第二组和第三组实验对照能得到什么结论？提示：加热能使 S型细菌失去毒性。（3）从第四组的死亡小鼠中能分离出两种细菌吗？提示：从死亡小鼠中分离出 S型活细菌和 R型活细菌。（4）四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出 DNA就是转化因子（遗传物质）的结论？提示：第四组。不能，只能得出“S 型细菌含有能让 R型细菌发生转化的转化因子” 。2.艾弗里的体外转化实验请根据教材 P44图 3－3 思考下列问题：（1）哪一组发生了 R型菌的转化？该培养基中哪种细菌更多？发生转化的原因是什么？提示：第一组，R 型菌；R 型菌得到了 S型菌的遗传物质。（2）第三组和第一组相对照，为什么能更有力地说明 DNA是遗传物质？提示：第三组中的 DNA酶将 DNA水解，与第一组对照，能说明 DNA是遗传物质，而 DNA的基本单位——脱氧核苷酸不是遗传物质。（3）请分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。提示：肺炎双球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是 S型细菌体内的 DNA。【探究应用】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的 S型菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的 R型菌无毒性。下图为所做的细菌转化实验。相关说法错误的是（ ）5A.丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡B.能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组C.戊组实验表明，加 S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的 R型菌D.丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代解析 含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加 S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的 R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。答案 D【一题多变】（1）将 S型细菌的 DNA和 DNA酶一同加入试管丁，培养后将所得细菌注入小鼠体内，小鼠是否死亡？提示：不死亡。（2）R 型细菌转化为 S型细菌后，该 S型细菌培养的后代是什么细菌？提示：S 型细菌。1.肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较项目 体内转化实验 体外转化实验实验者 格里菲思 艾弗里及其同事细菌培养 在小鼠体内 体外培养基实验原则 R型细菌与 S型细菌的毒性对照 S型细菌各成分的作用对照实验结果加热杀死的 S型细菌能使 R型细菌转化为 S型细菌S型细菌的 DNA能使 R型细菌转化为S型细菌实验结论 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将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用6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）转化后形成的 S型细菌的性状可以遗传下去，说明 S型细菌的 DNA是遗传物质。科学探究 2 噬菌体侵染细菌的实验分析请你根据教材 P45图 3－6 回答下列问题：1.处理方法分析（1）两个实验分组中，为什么要分别用 35S和 32P标记噬菌体？为什么不能用 14C或 18O或3H进行标记？提示： 35S和 32P可以分别标记噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，用不同的放射性同位素标记噬菌体，可以探究是何种成分侵染大肠杆菌。因为噬菌体的蛋白质和 DNA中都含有C、H、O，所以不能标记这三种元素。（2）搅拌和离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。2.实验结果分析（1）两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性“有、无”还是“高、低”？提示：高、低。（2）如果用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组搅拌不充分，实验结果会有怎样的异常现象？提示：沉淀物中的放射性会升高，上清液中的放射性会降低。（3）在 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，保温时间过长或过短，会出现怎样的异常现象？其原因分别是什么？提示：保温时间过长或保温时间过短，都会导致上清液放射性升高，沉淀物中放射性降低。保温时间过久，侵染大肠杆菌的噬菌体增殖使大肠杆菌细胞裂解，释放出的噬菌体经离心后分布于上清液中；保温时间过短，一些被标记的噬菌体未侵染入大肠杆菌，经离心后也分布于上清液中。7【探究应用】某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是（ ）A.35S标记的是噬菌体的 DNAB.沉淀物 b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关C.上清液 a中放射性较强D.上述实验过程并不能证明 DNA是遗传物质解析 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，DNA 不含有 S元素，A 错误；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀中，使沉淀物 b中放射性增强，该实验没有标记 DNA，不能说明 DNA的作用，故不能证明 DNA是遗传物质，B、D 正确；充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液 a中放射性较强，C 正确。答案 A【一题多变】（1）如何将噬菌体用 35S标记？提示：先用含 35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，在大肠杆菌中繁殖出的子代噬菌体就被 35S所标记。（2）为什么图中的搅拌不充分或没有搅拌，会导致沉淀物中的放射性增强？提示：搅拌不充分或没有搅拌，一些附着于大肠杆菌表面上的被 35S标记的噬菌体随着大肠杆菌进入沉淀物中，从而使沉淀物中的放射性增强。噬菌体侵染细菌实验过程实验组别实验过程一 二设计思路S是蛋白质的特征元素，P 是 DNA的特征元素，用不同的放射性同位素分别标记 DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们的作用标记大肠 含 35S的培养基＋无标记的大肠杆菌 含 32P的培养基＋无标记的大肠杆菌8杆菌 →含 35S的大肠杆菌 →含 32P的大肠杆菌标记噬菌体无标记的噬菌体→侵染含 35S的大肠杆菌→含 35S的噬菌体无标记的噬菌体→侵染含 32P的大肠杆菌→含 32P的噬菌体噬菌体侵染细菌含 35S的噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养（搅拌后离心）含 32P的噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养（搅拌后离心）实验结果上清液放射性很高，沉淀物放射性很低上清液放射性很低，沉淀物放射性很高实验分析噬菌体侵染细菌时，含 32P的噬菌体 DNA进入了细菌体内，而含 35S的噬菌体蛋白质外壳并未进入细菌体内结论 DNA是噬菌体的遗传物质科学探究 3 DNA 是“主要的”遗传物质1.病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是 RNA?提示：一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是 DNA。2.细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是 DNA，那么细胞质中的遗传物质是 DNA还是 RNA?提示：两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是 DNA。3.为什么说 DNA是主要的遗传物质？提示：因为大部分生物的遗传物质是 DNA，所以 DNA是主要的遗传物质。【探究应用】下列关于核酸和遗传物质的叙述中，正确的是（ ）A.原核细胞中的遗传物质是 RNA，真核细胞中的遗传物质是 DNAB.病毒中的遗传物质是 RNA，细胞中的遗传物质是 DNAC.由于大部分细胞中的遗传物质是 DNA，所以 DNA是主要的遗传物质D.病毒中所含有的核酸就是该病毒的遗传物质解析 无论是哪种细胞，细胞中的遗传物质一定是 DNA，A 错误；有的病毒遗传物质是RNA，有的是 DNA，B 错误；全部的细胞中遗传物质都是 DNA，因为大部分生物的遗传物质是 DNA，所以 DNA是主要的遗传物质，C 错误；病毒中的核酸是 DNA或 RNA，含有哪种核酸，哪种核酸就是遗传物质，D 正确。答案 D9【一题多变】 （1）小麦根尖细胞中的“核酸”和“遗传物质”是否含义相同？为什么？提示：否，因为小麦根尖细胞中有 DNA和 RNA两种核酸，但遗传物质仅指 DNA。（2）HIV 和噬菌体中的碱基种类有何区别？提示：HIV 中含尿嘧啶（U）不含胸腺嘧啶（T） ，而噬菌体中含胸腺嘧啶（T）不含尿嘧啶（U） 。1.不同生物的遗传物质生物 细胞生物 非细胞生物类型 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒实例真菌、原生生物、所有动植物细菌、蓝藻、放线菌等噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等HIV、SARS 病毒、烟草花叶病毒等核酸种类 DNA和 RNA DNA和 RNA DNA RNA遗传物质 DNA DNA DNA RNA结果：绝大多数生物的遗传物质是 DNA，只有少部分病毒的遗传物质是 RNA结论：DNA 是主要的遗传物质2.生物的遗传物质总结（1）生物的遗传物质是 DNA或 RNA，即生物的遗传物质是核酸。（2）既含有 DNA又含有 RNA的生物和只含有 DNA的生物，其遗传物质是 DNA。（3）只含 RNA的病毒中，RNA 才作为遗传物质。（4）由于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。10【运用概念】1.艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是（ ）A.S型菌的蛋白质＋R 型菌B.S型菌的多糖＋R 型菌C.S型菌的 DNA＋R 型菌D.S型菌的多糖＋S 型菌的蛋白质＋R 型菌解析 表面光滑的是 S型菌落，表面粗糙的是 R型菌落。在 A、B、D 中所利用的蛋白质和多糖不是遗传物质，菌落中只有 R型菌落，C 项中加入了 S型菌的 DNA，所以可以使 R型菌进行转化，出现 S型菌落。答案 C2.1944年，科学家从 S型活细菌中提取出 DNA、蛋白质和多糖等物质，将 S型细菌的 DNA加入到培养 R型细菌的培养基中，结果发现其中的部分 R型细菌转化成了 S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R 型细菌不能发生这种变化。这一现象不能说明的是（ ）A.S型细菌的性状是由其 DNA决定的B.在转化过程中，S 型细菌的 DNA可能进入到 R型细菌细胞中C.DNA是主要的遗传物质D.DNA是遗传物质解析 题干所述实验能说明 DNA是遗传物质。DNA 是主要的遗传物质的结论的得出是基于绝大多数生物是以 DNA作为遗传物质。答案 C3.若用 3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是（ ）A.外壳可能含有 3HB.DNA可能含有 3HC.外壳和 DNA都可能含有 3HD.外壳和 DNA都不可能含有 3H11解析 用 3H标记噬菌体标记的是噬菌体的 DNA和蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，DNA 注入细菌，而外壳留在外面；然后利用细菌的脱氧核苷酸合成 DNA，细菌的氨基酸合成蛋白质，所以子代噬菌体外壳一定不含有 3H，DNA 可能含有 3H。答案 B【科学思维】4.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都能证明 DNA是遗传物质，这两个实验的研究方法可能有：①设法把 DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是（ ）A.两者都运用了①和②B.前者运用了①，后者运用了②C.前者只运用了②，后者运用了①和②D.前者只运用了①，后者运用了①和②解析 艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把 DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把 DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，并且还运用了放射性同位素标记法。答案 D5.下列关于遗传物质的说法，哪项中的组合全都是错误的（ ）①真核生物的遗传物质是 DNA ②原核生物的遗传物质是 RNA ③细胞核中的遗传物质是DNA ④细胞质中的遗传物质是 RNA ⑤甲型 H1N1流感病毒的遗传物质是 DNA或 RNAA.①②③ B.②③④C.②④⑤ D.③④⑤解析 真核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA；细胞核和细胞质中的遗传物质都是 DNA；甲型 H1N1流感病毒属于 RNA病毒，遗传物质是 RNA。答案 C课时提升训练（时间：30 分钟 满分：50 分）【运用概念】1.下列关于格里菲思的细菌转化实验的叙述中，错误的是（ ）A.证明了 DNA是遗传物质12B.将 S型菌杀死后与 R型菌混合注入小鼠体内仍然会出现 S型菌C.加热杀死 S型菌注入小鼠体内不会导致小鼠死亡D.注射活的或死亡的 R型菌都不会引起小鼠死亡解析 格里菲思的实验只能证明 S型菌含有转化因子，但不能证明 DNA是遗传物质。答案 A2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有 R型细菌的 l、2、3、4 四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的 DNA、蛋白质、多糖、DNA 和 DNA酶，经过培养，检查结果发现试管内仍然有 R型细菌的是（ ）A.2和 3 B.1、2 和 3C.2、3 和 4 D.1、2、3 和 4解析 四支试管中都培养有 R型细菌，加入 S型细菌 DNA的 1号试管中有部分 R型细菌转化成 S型细菌，即 1号试管中有 R型细菌和 S型细菌，其余三支试管中都只有 R型细菌。答案 D3.人类探索遗传物质的过程是漫长的，直到 20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。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合可以储存大量遗传信息解析 蛋白质不具备热稳定性，也不能复制，故选 C项；其他选项所述的蛋白质的特点，与遗传物质应具备的特征一致，可作为判断的理由。答案 C4.如图是“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA 是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”的是（ ）13A.①②④ B.①②③C.①③④ D.①②③④解析 实验①中活的 R型细菌在 S型细菌的 DNA作用下，转化为 S型细菌，说明 S型细菌的 DNA肯定进入了 R型细菌中，并实现了对其性状的控制，证明 DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列对照实验，题中的②③④均分别与①构成对照实验，说明 S型细菌的蛋白质、多糖荚膜等都不能使 R型细菌发生转化，即证明了蛋白质和多糖荚膜等其他物质不是遗传物质。答案 D5.如图表示用同位素 32P、 35S分别标记 T2噬菌体的 DNA和大肠杆菌的蛋白质（氨基酸） ，然后进行“噬菌体侵染细菌的实验” ，侵染后产生的子代噬菌体（10～1 000个）与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的 DNA分子和蛋白质分子肯定不含有的标记元素是（ ）A.31P B.32PC.32S D.35S解析 噬菌体侵染细菌时，进入细菌体内的只有 DNA，蛋白质外壳保留在外面，因此在子代噬菌体中不可能含有 32S。答案 C6.针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是（ ）A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B.以宿主菌 DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解解析 噬菌体侵入宿主后，利用宿主细菌的原料（氨基酸和核苷酸） ，合成噬菌体的蛋白质、14DNA，A 正确；子代噬菌体的 DNA是以噬菌体的 DNA为模板来复制的，B 错误；噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，C 错误；噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，而是在宿主菌体内合成各个部件后，组装，释放，使细菌裂解，D 错误。答案 A7.肺炎双球菌转化实验中，发现无毒 R型细菌和被加热杀死的有毒 S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌（ ）①有毒 R型 ②无毒 R型 ③有毒 S型 ④无毒 S型A.①② B.③④C.②③ D.②④解析 R 型菌部分转化为 S型菌，R 型菌无毒，S 型菌有毒。答案 C8.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种脱氧核苷酸解析 豌豆的遗传物质只有 DNA；酵母菌的遗传物质 DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；T 2噬菌体的遗传物质是 DNA，不含 S元素；HIV 的遗传物质是 RNA，水解后产生 4种核糖核苷酸。答案 B9.如图表示科研人员验证烟草花叶病毒（TMV）遗传物质的实验过程，由此推断正确的是（ ）A.烟草细胞的遗传物质是 RNAB.烟草细胞的细胞膜上有 RNA的载体C.被感染的烟草细胞中能合成 TMV的蛋白质D.接种的 RNA在烟草细胞中进行了逆转录解析 从烟草花叶病毒中提取的 RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明 RNA是遗传物质，可在烟草细胞内合成 TMV的蛋白质。15答案 C10.在证明 DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用 32P和 35S标记噬菌体的 DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是（ ）A.①、④ B.②、④C.①、⑤ D.③、⑤解析 赫尔希和蔡斯用 32P标记的是噬菌体的 DNA，用 35S标记的是噬菌体的蛋白质，在DNA中只有①磷酸含有 P元素，在蛋白质中 S元素应存在于 R基上，也就是图中的④。答案 A【科学思维】11.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图哪个选项（ ）解析 将加热杀死的 S型细菌与 R型细菌混合后，S 型细菌的 DNA分子进入部分 R型细菌，并整合到 R型细菌的 DNA分子上，并且新形成的 S型细菌不断增殖，从而使重组的 S型细菌数量不断增加，A、B 图符合；另一部分未发生转化的 R型细菌则通过增殖，产生大量的R型细菌，B 图符合。答案 B12.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下 4个实验：①用未标记的噬菌体侵染 35S标记的细菌；②用 32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染 3H标记的细菌；④用 15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上 4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是（ ）16A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C.上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D.沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液解析 用噬菌体侵染细菌一段时间后离心，上清液是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌（其中含有噬菌体的 DNA） 。用未标记的噬菌体侵染 35S标记的细菌，上清液是没有放射性的，放射性主要出现在沉淀物中；用 32P标记的噬菌体浸染未标记的细菌，放射性主要出现在 DNA即沉淀物中；用 3H标记细菌，放射性主要在沉淀物中；而用 15N标记的噬菌体，含有放射性的物质是蛋白质和 DNA，即放射性位于上清液和沉淀物中。答案 D13.下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，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菌共同培养C.④的结果是只有 S或 R一种菌落D.①④的结果可能会有 S、R 两种菌落解析 ①过程是将加热杀死的 S菌和 R菌混合培养，接种到固体培养基上，经④过程后，可以培养出 S、R 两种菌落，②过程是分离出 S菌的 DNA和蛋白质等大分子物质，经③过程分别和 R菌混合培养，接种到固体培养基，经④过程后，可以培养出 S、R 两种菌落或 R一种菌落。答案 D14.（原创）如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验过程图，请回答下列问题：（1）标记噬菌体的方法是先用含放射性的培养基培养 ，然后再用噬菌体侵染被标记的细菌。之所以不能直接用培养基标记噬菌体的原因是 。（2）如果图中的搅拌过程不充分，则会出现的异常现象是___________________17_____________________________________________________。（3）本实验需要设计另一小组实验作为对照，另一小组实验如果保温时间过长或过短都会导致异常现象发生，请说明理由： 。解析 （1）由于噬菌体属于病毒，无细胞结构，所以不能用含放射性的培养基直接培养病毒，应先标记噬菌体的宿主细胞——大肠杆菌（或细菌） ，再用噬菌体侵染被标记的细菌。（2）如果图中的实验搅拌不充分，则没有侵入细菌的蛋白质外壳会附着在大肠杆菌的表面，再经过离心会使得沉淀物中的放射性增强。 （3）另一组实验是用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，正常情况下该实验的结果是沉淀物中的放射性较高而上清液中的放射性很低。如果保温时间过短或过长均会使上清液中的放射性增强，而沉淀物中的放射性减弱，原因见答案。答案 （1）大肠杆菌（或细菌） 噬菌体无细胞结构，只有在宿主细胞中才能增殖（其他合理答案也可）（2）沉淀物中的放射性增强 （3）如果保温时间过短，一些被标记的噬菌体未来得及侵入细菌；如果保温时间过长，细菌裂解释放出带有放射性的噬菌体，两种情况都导致沉淀物中放射性降低而上清液中放射性增强15.（科学探究）1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和 DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题：（1）他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样” 。这句话指出了噬菌体作为实验材料具有 的特点。（2）通过 的方法分别获得被 32P和 35S标记的噬菌体。用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中 变化。（3）侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是 ，所以搅拌时间少18于 1分钟时，上清液中的放射性 。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的 35S和 32P分别占初始标记噬菌体放射性的 80%和 30%，证明 。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在 100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明 ，否则细胞外 放射性会增高。（4）本实验证明了病毒传递和复制遗传特性的过程中 起着重要作用。解析 （1）噬菌体属于病毒，病毒是生物界最小的一种非细胞生物，并且结构简单，组成物质中只含有蛋白质和核酸。 （2）赫尔希和蔡斯在实验时，由于噬菌体不能直接生活在培养基中，因此用含 32P和 35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被 32P和35S标记的大肠杆菌的方法分别获得被 32P和 35S标记的噬菌体。其中 32P标记噬菌体的DNA， 35S标记噬菌体的蛋白质，从而追踪在侵染过程中 DNA和蛋白质的位置变化。 （3）搅拌的目的是将噬菌体和细菌分离，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面，经过搅拌离心后分布于沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。由于32P标记噬菌体的 DNA， 35S标记噬菌体的蛋白质，实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的 35S和 32P分别占初始标记噬菌体放射性的 80%和 30%，证明 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在 100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来，否则细胞外 32P放射性会增高。 （4）由于噬菌体的 DNA进入细菌中并且产生了子代噬菌体，因此本实验证明了病毒传递和复制遗传特性中 DNA起着重要作用。答案 （1）结构简单，只含有蛋白质和 DNA（核酸）（2）用含 32P和 35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被 32P和 35S标记的大肠杆菌 DNA 和蛋白质的位置（3）将噬菌体和细菌分离开（蛋白质外壳与细菌菌体分离开） 较低 DNA 进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P （4）DNA第 1节 DNA是主要的 遗传 物 质学习目标导引 核心素养对接 关键术语1.阐 明人 类对遗传 物 质 的探索 过 程的相关 实验 。2.说明 DNA是主要的遗传物质。1.生命 观 念 —— 认 同 遗传 物 质 的 结 构与功能 观 ；2.科学思 维 —— 运用 归纳 与概括的方法，认 同 DNA是主要的 遗传 物 质 ； 3.科学探究 —— 分析肺炎双球菌 转 化 实验和噬菌体侵染 细 菌的 实验 ，学会 实验 方法。遗传 物 质转 化|预知概念 |表面光滑一、肺炎双球菌转化实验1.格里菲思的体内转化实验 (1)两种类型的肺炎双球菌： S型细菌的菌落 __________，可使人患肺炎或小鼠患 ________。败血病(2)实验过程：第一组：给小鼠注射 __________，结果是 ____________。第二组：给小鼠注射 __________，结果是小鼠 ________，且从小鼠体内分离出__________。第三组：注射加热杀死后的 __________，结果是小鼠 _________。第四组：将 _________与加热杀死后的 S型细菌混合后注射，结果是 __________，且从小鼠体内分离出 __________。(3)实验结论： S型细菌含有促进 R型细菌转化成 S型细菌的 __________。R型活菌 小鼠不死亡S型活菌 死亡S型活菌S型活菌 不死亡R型活菌 小鼠死亡S型活菌转化因子2.艾弗里的体外转化实验R型菌＋ S型菌的 DNA→ 出现 _______________。R型菌＋ S型菌的蛋白质或荚膜多糖 → 只长 ________。R型菌＋ S型菌的 DNA＋ DNA酶 → 只长 ________。R型菌和 S型菌R型菌R型菌二、噬菌体侵染细菌的实验1.噬菌体的结构和成分头部 DNA尾部蛋白质2.该实验分两个分组，请完善下图两个实验的流程图35S 35S搅拌 离心高低35S32P 32P搅拌 离心低高32P3.实验结论和肺炎双球菌体外转化实验一样，都证明了 _______是遗传物质。三、 DNA是主要的遗传物质由于 ______________________________，所以 DNA是主要的遗传物质。DNA大部分生物的遗传物质是 DNA|过程评价 |1.格里菲思的体内转化实验证明了 DNA是遗传物质 ( )2.高温处理过的 S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 ( )3.35S和 32P分别标记了噬菌体的 DNA和蛋白质 ( )4.用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，放射性都出现在上清液中 ( )5.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( )答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√|联想 ·质疑 |★ 作为遗传物质，应具备的特点： 1.分子结构稳定，贮存遗传信息； 2.分子可以自我复制，传递遗传信息； 3.能够指导蛋白质的合成，表达遗传信息； 4.能够产生可遗传的变异。S型细菌的转化作用。★ 噬菌体侵染细菌时，子代噬菌体放射性的分析要看被放射性标记的对象是噬菌体的 DNA，蛋白质还是细菌。先培养含 32P的细菌，再用这些细菌培养噬菌体，获得 32P标记的噬菌体。细胞中的核酸有几种？其中遗传物质是哪种？病毒呢？提示： 细胞中的核酸有 DNA和 RNA两种，其中只有 DNA是遗传物质。病毒中的核酸只有一种 ——DNA 或 RNA，所具有的核酸就是病毒的遗传物质。科学探究 1 肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验根据教材 P43图 3－ 2回答下列问题：(1)第一组和第二组实验对照能得到什么结论？提示： R型细菌无毒性， S型细菌有毒性。(2)第二组和第三组实验对照能得到什么结论？提示： 加热能使 S型细菌失去毒性。(3)从第四组的死亡小鼠中能分离出两种细菌吗？提示： 从死亡小鼠中分离出 S型活细菌和 R型活细菌。(4)四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出 DNA就是转化因子 (遗传物质 )的结论？提示： 第四组。不能，只能得出 “S型细菌含有能让 R型细菌发生转化的转化因子 ”。2.艾弗里的体外转化实验请根据教材 P44图 3－ 3思考下列问题：(1)哪一组发生了 R型菌的转化？该培养基中哪种细菌更多？发生转化的原因是什么？提示： 第一组， R型菌； R型菌得到了 S型菌的遗传物质。(2)第三组和第一组相对照，为什么能更有力地说明 DNA是遗传物质？提示： 第三组中的 DNA酶将 DNA水解，与第一组对照，能说明 DNA是遗传物质，而 DNA的基本单位 —— 脱氧核苷酸不是遗传物质。(3)请分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。提示： 肺炎双球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了 S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是 S型细菌体内的 DNA。【探究应用】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的 S型菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的 R型菌无毒性。下图为所做的细菌转化实验。相关说法错误的是 ( )A.丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡B.能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组C.戊组实验表明，加 S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的 R型菌D.丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代解析 含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加 S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的 R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。答案 D【一题多变】(1)将 S型细菌的 DNA和 DNA酶一同加入试管丁，培养后将所得细菌注入小鼠体内，小鼠是否死亡？提示： 不死亡。(2)R型细菌转化为 S型细菌后，该 S型细菌培养的后代是什么细菌？提示： S型细菌。1.肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较项目 体内转化实验 体外转化实验实验者 格里菲思 艾弗里及其同事细菌培养 在小鼠体内 体外培养基实验原则 R型细菌与 S型细菌的毒性对照 S型细菌各成分的作用对照实验结果 加热杀死的 S型细菌能使 R型细菌转化为 S型细菌S型细菌的 DNA能使 R型细菌转化为 S型细菌实验结论 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)转化后形成的 S型细菌的性状可以遗传下去，说明 S型细菌的 DNA是遗传物质。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将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系 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； ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则科学探究 2 噬菌体侵染细菌的实验分析请你根据教材 P45图 3－ 6回答下列问题：1.处理方法分析(1)两个实验分组中，为什么要分别用 35S和 32P标记噬菌体？为什么不能用 14C或18O或 3H进行标记？提示： 35S和 32P可以分别标记噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，用不同的放射性同位素标记噬菌体，可以探究是何种成分侵染大肠杆菌。因为噬菌体的蛋白质和DNA中都含有 C、 H、 O，所以不能标记这三种元素。(2)搅拌和离心的目的分别是什么？提示： 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。2.实验结果分析(1)两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性 “有、无 ”还是 “高、低 ”？提示： 高、低。(2)如果用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组搅拌不充分，实验结果会有怎样的异常现象？提示： 沉淀物中的放射性会升高，上清液中的放射性会降低。(3)在 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，保温时间过长或过短，会出现怎样的异常现象？其原因分别是什么？提示： 保温时间过长或保温时间过短，都会导致上清液放射性升高，沉淀物中放射性降低。保温时间过久，侵染大肠杆菌的噬菌体增殖使大肠杆菌细胞裂解，释放出的噬菌体经离心后分布于上清液中；保温时间过短，一些被标记的噬菌体未侵染入大肠杆菌，经离心后也分布于上清液中。【探究应用】某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是 ( )A.35S标记的是噬菌体的 DNAB.沉淀物 b中含放射性的高低，与 ② 过程中搅拌是否充分有关C.上清液 a中放射性较强D.上述实验过程并不能证明 DNA是遗传物质解析 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳， DNA不含有 S元素， A错误；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀中，使沉淀物b中放射性增强，该实验没有标记 DNA，不能说明 DNA的作用，故不能证明 DNA是遗传物质， B、 D正确；充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液 a中放射性较强， C正确。答案 A【一题多变】(1)如何将噬菌体用 35S标记？提示： 先用含 35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，在大肠杆菌中繁殖出的子代噬菌体就被 35S所标记。(2)为什么图中的搅拌不充分或没有搅拌，会导致沉淀物中的放射性增强？提示： 搅拌不充分或没有搅拌，一些附着于大肠杆菌表面上的被 35S标记的噬菌体随着大肠杆菌进入沉淀物中，从而使沉淀物中的放射性增强。