2012年高一生物自学学案：4.1《探索遗传物质的过程》（苏教版必修2）

第四章 遗传的分子基础
第一节 探索遗传物质的过程
【自主学案】
1．肺炎双球菌有两种类型类型：
S型细菌：菌落　　　，菌体　　　夹膜，　　　毒性；R型细菌：菌落　　　，菌体　　　夹膜，　　　毒性。
2．实验过程：
（1）格里菲思转化实验过程：①S型菌注射小鼠→　　　，从小鼠体内分离出S型活细菌；②R型菌注射小鼠→　　　；③加热杀死S型菌注射小鼠→　　　；④加热杀死S型菌+R型菌注射小鼠→　　　。
结论：　　　 。
（2）艾弗里转化实验过程：发现构成S型活菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是　　使球菌的致病性发生了转化。
结论： 。（即：　　　是遗传物质，　　　不是遗传物质）
思考：如果把S型活细菌的DNA提取后，与活的R型细菌混合，再注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到S型细菌？
3．1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在噬菌体遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质，合成噬菌体的组成成分，从而大量繁殖。过程：①用35S和32P的培养基培养　　　，再用细菌培养　　　；②用被标记的噬菌体分别侵染未被标记的细菌；③在噬菌体大量繁殖时，对被标记物质进行检测。结论：　 　 　。
4．在“DNA的粗提取”实验中，在鸡血中加入柠檬酸钠的作用是　 　。DNA在浓度为　 　 0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，可使DNA析出。利用DNA不溶于酒精，但细胞中某些物质能溶于酒精的特性，可以用体积分数为　 　将DNA与蛋白质进一步地分离。鉴定DNA的试剂是　 　，条件是沸水浴，现象是变蓝。
思考：能同时标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA吗？为什么？
【典题精析】
重点一：三大实验的应用
例1．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型菌的DNA十DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA十DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4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
解析：①中S型菌DNA已被DNA酶分解，小鼠存活；②中可完成细胞的转化，小鼠死亡；③④高温加热后，细菌被杀灭，小鼠存活。
答案：D
重点二：实验所使用的元素标记问题
例2．如果用15N、32P、35S标记噬菌体，让其侵染细菌，产生的子代噬菌体与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为（ ）
A．可在外壳中找到15N和35S B．可在DNA中找到15N、32P
C．可在外壳中找到15N D．可在DNA中找到15N、32P、35S
解析：噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成；噬菌体侵染细菌时只DNA进入，蛋白质外壳留在外面，利用细菌体内的物质作原料进行半保留复制；15N可标记噬菌体的蛋白质和DNA，但35S只能标记蛋白质，32P只能标记DNA；所以子代噬菌体中可存在15N、32P。
答案：B
重点三：生物的遗传物质
例3．图示病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是（ ）
解析：本题图像包含噬菌体浸染细菌的过程图。答题时，首先理解图意，然后根据具体问题，运用所学的基础知识来分析作答。图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒，由于病毒丙侵染植物细胞中的是乙病毒核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。
答案：D
【学生自测】
1、噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是（ ）
A．DNA B．蛋白质 C．多糖 D．RNA
2．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都是证明DNA是遗传物质的经典实验，在这些实验的设计思路中最关键的是 （ ）
A．要想办法区分DNA和蛋白质，并单独观察它们各自的作用
B．要用同位素对DNA和蛋白质分别进行标记
C．要分离提纯DNA、蛋白质和多糖等物质
D．要得到噬菌体或肺炎双球菌
3．B用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA，在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内。
6．1952年赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体时，做法是（ ）
A．分别用35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体
B．分别将35S和32P注入鸡胚，再用T2噬菌体感染鸡胚
C．分别用35S和32P的培养基培养细菌，再分别用上述细菌培养T2噬菌体
D．分别用35S和32P的动物血清培养T2噬菌体
4．下列说法正确的是（ ）
A．细菌的遗传物质主要是DNA B．病毒的遗传物质主要是RNA
C．有细胞结构的生物的遗传物质是DNA D．细胞质中的遗传物质主要是RNA
5.在DNA分子的粗提取试验中，两次向烧杯中加蒸馏水的作用是（ ）
A．稀释血液，冲洗样品
B．使血细胞破裂，降低NaCl浓度使DNA析出
C．使血细胞破裂，增大DNA溶解度
D．使血细胞破裂，提取杂质较少的DNA
6．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
（1）在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是　　　　　　　　　。
（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：
a.在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上层液的放射性含量　 　，原因是　　　　　　　　　　　　　　。
b. 在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是否是误差的来源呢？理由呢？________________________________________________________________。
（3）请设计一个方法，来大量制备用32P标记的噬菌体______________________________
______________________________________________________________________________。
【自主学案】
1. 光滑 有 有 粗糙 无 无
2．（1）小鼠死亡 小鼠存活 小鼠存活 小鼠死亡 加热杀死的S型细菌中，必然含有“转化因子”，这种转化因子将无毒的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。（2）DNA DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA 蛋白质等
思考：能，因为在体内，R型细菌同样能摄取S型细菌的DNA。
3. 细菌 T2噬菌体 DNA才是真正的遗传物质
4. 防止血液凝固 95%的冷酒精 二苯胺
思考：不行。因为若用同时标记的噬菌体去侵染大肠杆菌，对检测到的放射性物质将无法确定来源于亲代噬菌体的哪一部分
【学生自测】答案
1、A
2、A
3、C
4、C
5、B
6、答案：（1）噬菌体已将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌内；
（2）a．升高；噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布点于上清液；b．是；没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
（3）先用32P标记大肠杆菌，再用噬菌体去感染被32P标记的大肠杆菌，大量获得被32P标记的噬菌体。
解析：⑴不具有放射性，说明DNA已全部注入；⑵上清液具有放射性，说明部分亲代噬菌体未侵染大肠杆菌或部分子代噬菌体已释放出来；⑶病毒是一种专性寄生的生物。