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1、第3章基因的本質(zhì) 第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1.閱讀教材，了解人類對遺傳物質(zhì)的早期猜測。2.結(jié)合教材圖文，分析肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。3.結(jié)合教材圖36，分析噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4.歸納DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)。學(xué)習(xí)導(dǎo)航重難點(diǎn)擊1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。 課堂導(dǎo)入從圖中我們可以看出，親屬之間在某些方面上具有一定的相似性，這就是我們平常所說的遺傳。其實(shí)，早在公元前3世紀(jì)，呂氏春秋中就記載著“夫種麥而得麥，種稷而得稷，人不怪也?！币簿褪俏覀兂Ｕf的“種瓜得瓜，種豆得豆?！闭巧锏倪z傳特性，才使生物界的物種能夠保持相對穩(wěn)定。那么生物之間的這種相似性是由什

2、么物質(zhì)起作用，而在親子代之間連續(xù)傳遞的呢？本節(jié)課我們就一起學(xué)習(xí)生物的遺傳物質(zhì)。 內(nèi)容索引 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)三、生物的遺傳物質(zhì)當(dāng)堂檢測 一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 知識梳理 答案 1.對遺傳物質(zhì)的早期推測20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為 是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代，人們認(rèn)識到 的重要性，但是認(rèn)為 是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。2.肺炎雙球菌類型 種類項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落表面_表面_菌體有無毒性_ _蛋白質(zhì)DNA光滑粗糙有無蛋白質(zhì) 3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 答案 不死亡死亡S型活細(xì)菌不死亡死亡S型活細(xì)菌(2)結(jié)論：加熱殺死的S

3、型細(xì)菌中含有某種 ，將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。轉(zhuǎn)化因子 4.體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象 答案(2)結(jié)論： 是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。R型菌S型菌DNA 答案 1.已知在80100 溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會被破壞，但當(dāng)溫度降低到55 左右時，DNA的結(jié)構(gòu)會恢復(fù)，但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。由此我們可以推斷：在格里菲思的實(shí)驗(yàn)中，加熱殺死的S型細(xì)菌中的“轉(zhuǎn)化因子”應(yīng)該是哪種物質(zhì)？答案是DNA。2.在艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，最后用S型菌的DNA和DNA酶混合作用后，再和R型菌混合培養(yǎng)，該實(shí)驗(yàn)的目的是什么？答案從反面證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)，也證實(shí)DNA的分解產(chǎn)

4、物不是轉(zhuǎn)化因子。合作探究 答案 3.將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，兩種細(xì)菌含量變化如圖所示。(1)從免疫學(xué)角度解釋曲線ab段下降的原因是什么？答案R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅。(2)S型活細(xì)菌是怎樣產(chǎn)生的？答案加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。(3)S型細(xì)菌是有毒性的，據(jù)此推測曲線bc段上升的原因是什么？答案有毒的S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖，導(dǎo)致小鼠的免疫力降低，R型細(xì)菌、S型細(xì)菌數(shù)量都增加。 活學(xué)活用1.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。由表可知() 解析答案 實(shí)驗(yàn)組號接種菌型加入S型細(xì)菌的物質(zhì)培養(yǎng)皿長菌情況R蛋白質(zhì)R型R

5、莢膜多糖R型R DNA R型、S型R DNA(經(jīng)DNA酶處理) R型A.不能證明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.說明S型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性C.和說明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析第組實(shí)驗(yàn)說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌無關(guān)，A、B項(xiàng)錯誤。第組實(shí)驗(yàn)說明DNA與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌有關(guān)。第組實(shí)驗(yàn)說明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，C項(xiàng)正確。只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)錯誤。答案C 判斷正誤(1)格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)()(2)艾弗里實(shí)驗(yàn)中S型菌DNAR型菌培養(yǎng)基上生

6、存的細(xì)菌都是S型菌()(3)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)() 返回答案 一題多變 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 知識梳理 答案 1.實(shí)驗(yàn)者： 。2.實(shí)驗(yàn)方法： 法。3.實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體(圖示如下)及其宿主生物 。大腸桿菌赫爾希和蔡斯放射性同位素標(biāo)記 答案 4.實(shí)驗(yàn)過程(1)標(biāo)記大腸桿菌(2)標(biāo)記T2噬菌體35S32P 32P35S的大腸桿菌35S32P的大腸桿菌 答案 (3)噬菌體侵染大腸桿菌項(xiàng)目含35S的T2噬菌體侵染大腸桿菌含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌攪拌、離心后上清液放射性_放射性_沉淀物放射性_放射性_細(xì)菌裂解后放出的T2噬菌體檢測不到 標(biāo)記的蛋

7、白質(zhì)檢測到 標(biāo)記的DNA高低低高35S 32P 答案 5.實(shí)驗(yàn)分析(1)T2噬菌體侵染細(xì)菌時， 進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而 留在外面。(2)子代T2噬菌體的各種性狀是通過 來遺傳的。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 才是真正的遺傳物質(zhì)。DNA DNA蛋白質(zhì)外殼親代的DNA 合作探究 答案 1.為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？答案因?yàn)槭删w營寄生生活，故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。2.能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體？答案不能，因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和O；不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體。3.實(shí)驗(yàn)中攪拌的目的是什么

8、？答案目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。 答案 4.實(shí)驗(yàn)中離心的目的是什么？離心管的上清液和沉淀物中分別是什么？答案離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。 答案 5.誤差分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？答案保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。 答案 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)沉淀物中放射性也較高，可能是什么原因造成的？答案攪拌不充分，有少量35S的噬

9、菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。 2.為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“ T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是() 活學(xué)活用 A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入32P 標(biāo)記的無機(jī)鹽B.若要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，還要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，兩組相互對照C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律D.若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)

10、解析答案 解析由題干信息可知，圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，則錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營養(yǎng)成分應(yīng)無放射性標(biāo)記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應(yīng)設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的實(shí)驗(yàn)，二者為相互對照實(shí)驗(yàn)；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律；若本組實(shí)驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實(shí)驗(yàn)時間較長，大腸桿菌裂解導(dǎo)致的，也可能是部分噬菌體的DNA未侵入大腸桿菌，經(jīng)攪拌、離心到上清液中。答案B 一題多變判斷正誤(1)本實(shí)驗(yàn)所使用的被標(biāo)記的噬菌體是接種在含有32P的培養(yǎng)基中獲得的()(2)本實(shí)驗(yàn)選用噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA()(3)實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白

11、質(zhì)分開再分別檢測其放射性()(4)在新形成的噬菌體中沒有檢測到 35S，說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)()返回答案 三、生物的遺傳物質(zhì) 1.RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)材料：煙草花葉病毒，只由 和 組成。(2)實(shí)驗(yàn)過程知識梳理 答案 蛋白質(zhì)RNA不感染病毒RNA感染病毒(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是 ，不是 。2.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 。因此， 是主要的遺傳物質(zhì)。RNA蛋白質(zhì)DNA RNADNA 合作探究1.人、噬菌體、煙草花葉病毒及大腸桿菌的遺傳物質(zhì)分別是什么？答案分別是DNA、DNA、RNA、DNA。 答案 答案 2.下列有關(guān)遺傳物

12、質(zhì)的敘述，哪些說法是正確的？DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)酵母菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA答案。3.蠶豆細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物有哪些？答案磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。 3.如圖是某種高等植物的病原體的遺傳過程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明這種病原體()A.寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過RNA遺傳B.寄生于細(xì)胞間，通過蛋白質(zhì)遺傳C.寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過蛋白質(zhì)遺傳D.寄生于細(xì)胞間，通過RNA遺傳活學(xué)活用 解析答案解析從圖示可看出，用RNA接種在葉片上，葉片出現(xiàn)了病斑；而用蛋白質(zhì)外殼接種到葉片上，葉片上沒有病斑；所以該病原體是通過RNA遺傳的

13、。 A 一題多變判斷正誤(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)可證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)()(2)DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA()(3)生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA() 答案 返回 課堂小結(jié) 答案 DNADNARNA DNA 當(dāng)堂檢測 1.1928年，格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，成功地表明了()A.已加熱殺死的S型細(xì)菌中，DNA已經(jīng)失去活性而蛋白質(zhì)仍具有活性B.DNA是遺傳物質(zhì)C.已加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有促使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)D.DNA是主要的遺傳物質(zhì)解析格里菲思并沒有提出轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)。C 解析答案 2.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，在培

14、養(yǎng)有R型細(xì)菌的1、2、3、4四支試管中，依次加入從S型活細(xì)菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌的是()A.3和4 B.1、3和4C.2、3和4 D.1、2、3和4 解析答案解析2、3、4三支試管內(nèi)只有R型細(xì)菌，因?yàn)闆]有S型細(xì)菌的DNA，所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號試管因?yàn)橛蠸型細(xì)菌的DNA，所以會使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只是一部分，故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在。 D 3.為研究噬菌體侵染細(xì)菌的詳細(xì)過程，你認(rèn)為同位素標(biāo)記的方案應(yīng)為()A.用14C或3H培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌B.用18O或32P培養(yǎng)噬菌體，再去侵染細(xì)菌C.將一組

15、噬菌體用32P和35S標(biāo)記D.一組用32P標(biāo)記DNA，另一組用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼解析用32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)外殼，35S僅存在于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中，32P僅存在于噬菌體的DNA中，而14C、18O、3H在蛋白質(zhì)和DNA中都含有，無法區(qū)別是哪一種成分發(fā)揮作用，同時用 32P、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA，沉淀物和上清液中都有放射性，也無法判斷是哪一種成分發(fā)揮作用。 D 解析答案 4.下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNAB.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸解析A中豌豆的遺

16、傳物質(zhì)只有DNA；B中酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；C中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；D中HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，初步水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。B 解析答案 5.為驗(yàn)證“遺傳物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)”，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：從S型細(xì)菌中提取DNA；第二步：用提取的DNA培養(yǎng)R型細(xì)菌。預(yù)測結(jié)果：R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：遺傳物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。有關(guān)專家認(rèn)為，上述實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)欠嚴(yán)謹(jǐn)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模埢卮穑?1)上述實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的不嚴(yán)謹(jǐn)之處是：_。_。 _。(2)為達(dá)到該實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，你對上述?shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充是：_。結(jié)果預(yù)測：R

17、型細(xì)菌并沒有轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。_。結(jié)果預(yù)測：R型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。_。結(jié)果預(yù)測：發(fā)現(xiàn)有莢膜的性狀代代相傳。 返回解析答案 解析驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是先有結(jié)論，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論。實(shí)驗(yàn)前已知實(shí)驗(yàn)原理，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有一定的認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)出嚴(yán)密性和科學(xué)性，并遵循一定的原則。該實(shí)驗(yàn)的自變量是從S型細(xì)菌分離出的DNA、蛋白質(zhì)分別直接作用于R型細(xì)菌，因變量為是否產(chǎn)生有莢膜的S型細(xì)菌，故應(yīng)設(shè)計(jì)相互對照；為排除R型細(xì)菌自身轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，應(yīng)設(shè)計(jì)空白對照；為增加實(shí)驗(yàn)的說服力，應(yīng)對轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，觀察其后代的性狀，說明DNA是遺傳物質(zhì)。 解析答案 返回 答案(1)該實(shí)驗(yàn)沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)沒有設(shè)置對照(即沒有排除R型細(xì)菌自身轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌)沒有證明DNA引起的轉(zhuǎn)化是可遺傳的(2)從S型細(xì)菌中提取蛋白質(zhì)，用提取的蛋白質(zhì)培養(yǎng)R型細(xì)菌單獨(dú)培養(yǎng)R型細(xì)菌，觀察其變化讓轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繼續(xù)繁殖，觀察子代性狀