高中生物学人教版（2019）必修23.1 DNA 是主要的遗传物质学案（含答案）

3.1 DNA 是主要的遗传物质学案
一学科核心素养
1、阐明 DNA 是主要的遗传物质的探索历程；说明 DNA 是主要的遗传物质；培养学生认同细胞是生物体结构和功能基本单位的生命观念。
2、通过对艾弗里实验的学习，说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
3、学生在亲历合作探究实验的过程中：学会发现问题、思考问题、解决问题的的科学研究方法。
4、认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明 DNA 是主要遗传物质中的作用。
5、通过树立科学家榜样，展示不同科学家历时多年的一系列探究实验，对学生渗
透学科学、爱科学、传播科学的理念；培养学生对待科学的严谨态度以及学生解决科学问题的意识和社会责任担当。
二学习重难点
重点：肺炎链球菌转化实验的原理和过程。 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
难点:肺炎链球菌转化实验的原理和过程。
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
如何理解 DNA 是主要的遗传物质
三课前预习
1．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，回答下列问题：
（1）这两个实验研究方法的共同之处是________________；不同之处是赫尔希、蔡斯的实验应用了________技术，研究了DNA在亲代与子代之间的传递。
（2）在噬菌体侵染细菌实验中，不使用16O的同位素18O标记噬菌体的蛋白质和核酸，原因是________________，该实验中用同位素________标记噬菌体的核酸。
2．RNA是遗传物质的实验证据
①实验材料：烟草花叶病毒(只由___________和__________组成)。
②实验过程：提取烟草花叶病毒的蛋白质感染烟草，烟草_______________；提取烟草花叶病毒的_____感染烟草，烟草_________________。
③结论：烟草花叶病毒的遗传物质是____________，不是_____________。
13．细菌是研究生物学的良好材料。历史上有多位科学家以肺炎双球菌为材料研究了关于遗传物质本质的课题。请分析并回答下列问题：
（1）在格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验中，将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，结果发现小鼠死亡，并从小鼠体内分离出______型活细菌。这说明加热后杀死的S型细菌必然含有某种___________________________。
（2）在艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，在含有R型菌的培养基中分别加入蛋白质、多糖和DNA，结果发现只有加入______的实验组培养基上出现了S型菌的菌落。同时，在含有R型菌的培养基上加入S型菌的DNA和DNA酶，结果发现培养基上只长出了______型菌的菌落。以上实验现象得到的结论是___________。
4．标记T2噬菌体
①获得35S标记的T2噬菌体：在含有35S的培养基培养_____________，用______________________培养噬菌体，得到__________被35S标记的噬菌体。
②获得32P标记的T2噬菌体：在含有32P的培养基培养_____________，用______________________培养噬菌体，得到__________被32P标记的噬菌体。
5．艾弗里的实验(肺炎双球菌体外转化实验)
实验过程及现象：
第一组：R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物培养基含__________________。
第二-四组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶）培养基含__________________。
第五组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加DNA酶）培养基只含_______。
实验结论：______是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质科学方法：自变量控制中的“_________”和“_________”
噬菌体侵染细菌的实验——__________
T2噬菌体是一种专门寄生在__________体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由________构成的，头部含有________。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在______________的作用下，利用____________________来合成____________，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌_______，释放出_________。
实验方法：_____________技术
实验过程：
①标记细菌
________________________________
②标记噬菌体
噬菌体＋含 35S 的大肠杆菌→含_______的噬菌体
噬菌体＋含 32P 的大肠杆菌→含_______的噬菌体
③噬菌体侵染_______（有标记/未标记）的大肠杆菌，保温一段时间后_______，检测_____________________。
搅拌的目的是：使______________________________分离。
离心的目的是：让_______________的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下______________。
注：该实验是自身对照，即试管中上清液和沉淀物放射性高低对照。
（4）实验结果：
含35S的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性______，沉淀物放射性______。
含32P的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性______，沉淀物放射性______。
（5）实验结论：_____________________。（注意：__________________________）
6．艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计 __________________。
四自我检测
1．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用未标记的致噬菌体侵染3H标记的细菌；④用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验，经过一段时间后搅拌、离心，检测到放射性的主要部位分别是（ ）
A．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
2．下列有关生物遗传物质的叙述，不正确的是
A．病毒的遗传物质是DNA或RNA
B．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA
C．既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA或RNA
D．细胞生物的遗传物质都是DNA
3．赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并检测上清液、沉淀物的放射性。下列相关叙述错误的是（ ）
A．该实验中离心的目的是将噬菌体的DNA和大肠杆菌的蛋白质分层
B．上清液、沉淀物中放射性高低与保温时间的长短直接相关
C．理论上，在实验时间内被侵染大肠杆菌的存活率接近100％
D．该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质
4．如图表示赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程，下列有关分析错误的是（　　）
A．实验1的实验现象为上清液有很高的放射性，沉淀物无放射性
B．若实验1搅拌不充分，沉淀物的放射性会增强
C．若实验2保温时间太长，上清液的放射性会增强
D．实验1和2能说明DNA能指导蛋白质合成
5．某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是（　　）
A．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
C．活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因突变
D．从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落
6．下列研究工作中由我国科学家完成的是
A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
7．关于遗传物质的叙述，正确的是（ ）
①肺炎双球菌的转化实验，证明DNA是主要的遗传物质 ②大肠杆菌主要的遗传物质是DNA ③DNA是主要的遗传物质 ④病毒的遗传物质是DNA和RNA ⑤水稻的遗传物质是DNA
A．①② B．③⑤ C．②③⑤ D．①③⑤
8．在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
9．某科学家模拟肺炎链球菌的转化实验，如图所示，相关叙述正确的是（ ）
A．活菌1是有荚膜的R型细菌，活菌2是无荚膜的S型细菌
B．由实验结果可知，活菌2或死菌2都能使小鼠死亡
C．从鼠Y血液中分离出的活菌2是由活菌1转化而来的
D．在鼠W的血液中能分离出活菌1和活菌2
10．在噬菌体侵染细菌的实验过程中，先将噬菌体在含32P的培养液培养12h，然后将其与35S标记的大肠杆菌混合保温，在大肠杆菌裂解前，搅拌离心并检测放射性，下列叙述正确的是（ ）
A．悬浮液能检测到35S的放射性，沉淀物中能检测到32P的放射性
B．仅在悬浮液可以检测到放射性，说明噬菌体的蛋白质未进入大肠杆菌内
C．仅在沉淀物可以检测到放射性，既有来自32P又有来自35S的放射性
D．仅在沉淀物可以检测到放射性，无法判断噬菌体的DNA是否进入大肠杆菌
参考答案：
三课前预习
1． 设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 放射性同位素标记 蛋白质和核酸都含16O 32P
2． 蛋白质 RNA 不感染病毒 RNA 感染病毒 RNA 蛋白质
3． （有毒的）S 转化因子 DNA R 完整结构的DNA才是遗传物质
4． 大肠杆菌 被35S标记的大肠杆菌 蛋白质 大肠杆菌 被32P标记的大肠杆菌 DNA
5． R型细菌和S型细菌 R型细菌和S型细菌 R型细菌 DNA 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 蔡斯、赫尔希 大肠杆菌 蛋白质 DNA 自身遗传物质 大肠杆菌体内的物质 自身的组成成分 裂解 子代噬菌体 同位素示踪 大肠杆菌＋含 35S 的培养基→含 35S 的大肠杆菌 大肠杆菌＋含 32P 的培养基→含32P 的大肠杆菌 35S 32P 未标记 搅拌离心 上清液和沉淀物的放射性 吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 上清液中析出质量较轻 被侵染的大肠杆菌 高 低 低 高 DNA是遗传物质 该实验没有证明蛋白质不是遗传物质
6．艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等
四自我检测
1．D
2．C
3．A
4．A
5．D
6．D
7．B
8．D
9．C
10．D
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