人教版（2019）必修二学案：3.1DNA是主要的遗传物质（含解析）

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第1节 DNA是主要的遗传物质
学习目标
1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论
2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论
3.理解DNA是主要遗传物质的结论
一、对遗传物质的早期推测
基础梳理
1.20世纪20年代，人们已经认识到 蛋 ( http: / / www.21cnjy.com )白质 是由多种 氨基酸 连接而成的生物大分子；20世纪30年代，人们才认识到 DNA 是由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，从而使人们意识到DNA的重要性，但是，对于DNA的结构没有清晰的了解，所以，对于 蛋白质 是遗传物质仍占有主导地位。21·cn·jy·com
2、 肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的转化实验：
（1）两种肺炎链球菌的比较
特点类型 菌落 荚膜 致病性
S型 光滑 有 有
R型 粗糙 无 无
（2）实验过程：
①R型活细菌， 无毒 小鼠 不死亡
②S型活细菌，有毒 小鼠 死亡
③加热杀死的S型细菌， 无毒 小鼠 不死亡
④R型活细菌+加热杀死的S型细菌， 有毒 小鼠 死亡
（3）实验结论：
从第4组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的 ( http: / / www.21cnjy.com )S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以推断：已经加热致死的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 21世纪教育网版权所有
2.艾弗里的转化实验
（1）实验过程
①第1组：R型菌+S型细菌DNA 出现 R型菌+S型菌
②第2-4组：R型菌+S型菌的蛋白酶（或RNA酶、酯酶） 出现 R型菌+S型菌
③第5组：R型菌+S型菌的DNA酶 出现 R型菌
（2）实验结果
①该实验证明了荚膜多糖、蛋白质、RNA、脂质等不是S型细菌的遗传物质
②该实验还证明了转化因子是 DNA
3.肺炎链球菌的体内和体外转化实验的比较
项目 体外转化实验 体内转化实验
实验者 格里菲思 艾弗里
实验结果 用小鼠 用培养基
实验结论 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型 S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型
两实验的联系 所用材料相同，都是肺炎链球菌（R型、S型）体外转化实验是基础，仅说明加热至死的S型菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA两实验都遵循对照原则、单一变量原则
易错提示
1.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明了DNA是遗传物质（ ）
2.肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质（ ）
3、 噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体的结构：T2噬菌体是一种专门寄生在 大肠杆菌 体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由 蛋白质 构成的，头部含有 DNA 。21·世纪*教育网
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2.T2噬菌体的增殖特点：T2噬菌体侵染大 ( http: / / www.21cnjy.com )肠杆菌后，就会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 ，进行大量增殖2-1-c-n-j-y
3．T2噬菌体侵染细菌的过程：吸附 注入 复制、合成 组装 释放
4．实验过程：
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5.实验结果：
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 DNA是遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
6.实验结论：子代噬菌体的各种形状，是通过亲代的 DNA 遗传的。 DNA 才是噬菌体的遗传物质
7.RNA也是遗传物质的证据：
（1）
蛋白质 烟草叶不出现病斑
烟草花叶病毒 RNA 烟草叶出现病斑
RNA+RNA酶 烟草叶不出现病斑
（2）实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
8.最终结论：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。
1.所有生物的遗传物质都是DNA（ ）
2.真核生物的遗传物质是DNA（ ）
3.细胞质中的遗传物质是DNA（ ）
随堂训练
1、关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.分别用含有放射性同位素 ( http: / / www.21cnjy.com )35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
2、下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
3、用标记S型肺炎链球菌的,标记其蛋白质,将其加热杀死后与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后,从死亡的小鼠体内提取到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析,最可能的情况是( )21教育网
A.部分S型细菌含有,不含 B.部分R型细菌含有和
C.所有S型细菌都含有,不含 D.所有R型细菌都含有,不含
4、下列有关生物遗传物质的叙述 ,正确的是( )
A.豌豆的遗传物质主要是 DNA
B. ( http: / / www.21cnjy.com )“ 肺炎链球菌转化实验” 和“ 噬菌体侵染细菌实验” 证明了 DNA 是主要的遗传物质
C.烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA
D.大肠杆菌的遗传物质主要分布在染色体上2·1·c·n·j·y
5、某同学模拟赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,有关分析错误的是( )
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A.仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质
B.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.离心前混合培养时间过长会导致上清液放射性升高
D.①过程中与35S标记的T2噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌
6、细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(记为型)。现用型细菌和R型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是( )21*cnjy*com
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A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复
B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是型细菌
D.丁组培养基中无菌落生长【来源：21cnj*y.co*m】
7、用32P、15N、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构中,可找到上述放射性元素的是( )【版权所有：21教育】
A.可在外壳中找到15N、32P、 ( http: / / www.21cnjy.com )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和35S
8、研究生物遗传物质的过程中,人们做了很多实验进行探究,包括著名的“肺炎链球菌转化实验”。
1.某人曾重复了“肺炎链球菌转化实验”,步骤如下。请分析以下实验并回答问题:
A.将一部分S型细菌加热杀死;
B.制备符合要求的培养基,并分为若干组,将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示);
C.将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。
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①制备符合要求的培养基时,除加入适 ( http: / / www.21cnjy.com )当比例的水和琼脂外,还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机物、生长因子等,并调整pH。
②本实验中的对照组是__________这三组。
③本实验得出的结论是__________。www.21-cn-jy.com
2.艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中,起转化作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂,选择适当的材料用具,设计实验方案,验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测得实验结果,得出实验结论。21教育名师原创作品
①实验设计方案:
第一步:从S型细菌中提取DNA;
第二步:制备符合要求的培养基,将其均分为三份,标为A、B、C,分别作如下处理:
组合编号 A B C
处理 不加任何提取物 g.__________ h.__________
第三步:__________;
第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。
②预测实验结果并得出结论: __________。
③通过设计的实验,还能得出什么结论:__________。
答案以及解析
1答案及解析：
答案：C
解析：噬菌体是病毒,不能独 ( http: / / www.21cnjy.com )立在培养基上生存,A错误;该实验分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行保温培养,时间不能过长也不能过短.B错误;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而噬菌体在侵染细菌时,蛋白质外壳并没有进入细菌内, 离心后分布在上清液中,若沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分,少数蛋白质外壳未与细菌分离所致,C正确;噬菌体侵染细菌实验说明DNA是遗传物质,但不能说明蛋白质不是遗传物质,D错误。【来源：21·世纪·教育·网】
2答案及解析：
答案：D
解析：格里菲思实验中肺炎 ( http: / / www.21cnjy.com )链球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA，B项误；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DNA复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体，C错误；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。
3答案及解析：
答案：A
解析：由于加热杀死后的S型菌与未标记的R型菌混合并注入小鼠体内,能进入R型菌起转化作用的是标记的,而失去活性的蛋白质不能进入细菌,所以S型细菌利用自己的的两条链为模板,用R型细菌的原料合成自身的和蛋白质,因此部分S型细菌含有,全部不含,故选A。www-2-1-cnjy-com
4答案及解析：
答案：C
解析：豌豆的遗传物质只有DNA—种,A ( http: / / www.21cnjy.com )错误;“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”证明了 DNA是遗传物质,无法证明DNA是主要的遗传物质,B错误;烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,C正确;大肠杆菌是原核生物,没有染色体这一结构,D错误。【出处：21教育名师】
5答案及解析：
答案：C
解析：仅通过图中实验过程并不能证明DN ( http: / / www.21cnjy.com )A是遗传物质，A正确;理论上，放射性主要存在于上清液中，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，搅拌充分，几乎没有放射性，搅拌不充分，具有放射性，B正确；离心前混合培养时间过长会导致大肠杆菌裂解，释放出T2噬菌体，但新形成的T2噬菌体没有放射性，对上清液放射性没有影响，C错误;①过程中与35S标记的T2噬菌体混合培养的大肠杆菌是没有标记的，D正确。
6答案及解析：
答案：D
解析：甲实验中能转化形成抗青霉素的S型细菌，所以部分小 鼠患败血症，注射青霉素治疗后不能恢复健康，A错误；乙实验中R 型菌能转化形成抗青霉素的S型细菌，因此可观察到两种菌落，但是 由于R型菌不抗青霉素，加青霉素后只有一种菌落（型菌）继 续生长，B错误;由于R型菌在含有青霉素的培养基中不能生长，所 以不能转化出型细菌，C错误;丁组中因为DMA被水解而无转 化因子，所以没有型细菌的生长，且丁组中加入了青霉素，R 型菌也不能生长，故丁组中无菌落生长，D正确.
7答案及解析：
答案：B
解析：噬菌体的外壳为蛋白质，含有N ( http: / / www.21cnjy.com )、S等元素，DNA中含有N、P等元素。用32P、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体中，可在外壳中找到15N、35S，可在DNA中找到15N、32P。故本题选B。21*cnjy*com
8答案及解析：
答案：1.1、2、3组; S型细胞中的某 ( http: / / www.21cnjy.com )些物质（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌
2.加入提取出的S型细菌DNA; 加入提取的S型细菌DNA和DNA酶; 将R型细菌分别接种到三组培养基上; A、C组中未出现S型细菌，只有B组培养基中出现S型细菌；说明DNA可以使R型细菌转化为S型细菌; DNA结构要保持完整才能促进R型细菌转化为S型细菌
解析：1.②本实验中的对照组是1、2 ( http: / / www.21cnjy.com )、3组,第4组是实验组,培养皿中出现R型细菌的菌落和S型细菌的菌落:③本实验能得出的结论是S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。
2.①第二步:在B组中加入提取出的S型细菌的DNA;在C 组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶;第三步:将R型细菌分别接种到三组培养基上;第四步:将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况。②由于A中没有加任何提取物,C中的DNA分子被水解,所以A、C组中未出现S型细菌:由于B 组中加入了提取出的S型细菌的DNA和活的R型细菌,所以B组培养基中出现S型细菌。③由于基因是遗传物质的基本单位,所以 DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌;DNA结构要保持完整才能完成此转化过程。
基础梳理
注射
注射
注射
注射
基础梳理
感染
提取
烟草
感染
烟草
感染
烟草
易错提示
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