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2019-2020年高中生物 第四章 第15課時(shí) 探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程課時(shí)作業(yè)（含解析）蘇教版必修2 目標(biāo)導(dǎo)航　1.總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程及探索過(guò)程中所體現(xiàn)出的科學(xué)思維。2.嘗試用氯化鈉法提取DNA。3. 掌握證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和原理，學(xué)習(xí)同位素標(biāo)記的方法。4.理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，RNA也是遺傳物質(zhì)。 一、肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)肺炎球菌的類型：①R型菌落______，菌體________，________；②S型菌落______，________，________。 (2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：S型活球菌小鼠→______；R型活球菌小鼠→______；加熱殺死的S型球菌小鼠→______。加熱殺死的S型球菌＋R型活球菌小鼠→______。 (3)結(jié)論：加熱殺死的S型球菌能使R型活球菌轉(zhuǎn)化成______球菌，且性狀可遺傳。 2．艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 將S型球菌的組成物質(zhì)分離提純得到________、________、______等，只有S型球菌的______能將R型活球菌轉(zhuǎn)化成S型活球菌。 實(shí)驗(yàn)證明：______是具有轉(zhuǎn)化作用的物質(zhì)，其他物質(zhì)不具備這種功能。 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1952年________和______用放射性同位素35S和32P分別標(biāo)記了T2噬菌體的________和______，并用該噬菌體侵染了大腸桿菌。這一實(shí)驗(yàn)證明了____________________。 三、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1．1956年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白質(zhì)，如________________。從這種病毒中提取出來(lái)的蛋白質(zhì)不能使煙草患病，但是從這種病毒中提取出來(lái)的RNA卻能使煙草患花葉病，這說(shuō)明這種生物的遺傳物質(zhì)是______，另外______________________的遺傳物質(zhì)也都是RNA。 2．因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是______，所以說(shuō)__________________________。 四、DNA的粗提取與鑒定 1．提取原理：DNA在NaCl溶液中的________隨著NaCl溶液濃度的改變而改變，當(dāng)NaCl的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)___________時(shí)DNA的溶解度最低。通過(guò)改變NaCl溶液的濃度，溶解在NaCl溶液中的DNA會(huì)析出來(lái)。DNA不溶于______溶液，但是細(xì)胞中的某些物質(zhì)可以溶于酒精溶液，根據(jù)這一原理，可以進(jìn)一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA。 2．鑒定原理：DNA遇到________會(huì)被染成______，可以根據(jù)這一特性鑒定DNA的存在。 知識(shí)點(diǎn)一　肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1．下圖是“肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的部分研究過(guò)程。能充分說(shuō)明“DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)”的是 (　　) A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．①②③④ 2．肺炎球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具莢膜的細(xì)菌 B．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具莢的細(xì)菌 C．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA，能產(chǎn)生具莢膜的細(xì)菌 D．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具莢膜的細(xì)菌 知識(shí)點(diǎn)二　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 3．某科學(xué)家做“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，分別用放射性同位素做了如下標(biāo)記，產(chǎn)生的100個(gè)子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。實(shí)驗(yàn)前的情況見(jiàn)下表： 噬菌體 細(xì)菌 脫氧核苷酸 標(biāo)記32P 31P 氨基酸 32S 標(biāo)記35S (1)子代噬菌體的DNA應(yīng)含有表中的________和________元素。 (2)子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中都沒(méi)有________元素，都有________元素，這是因?yàn)開(kāi)___________________________。 (3)此實(shí)驗(yàn)證明了__________________。 知識(shí)點(diǎn)三　DNA的粗提取與鑒定 4．下圖為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)裝置： (1)實(shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞液，而不用雞全血，主要原因是雞血細(xì)胞液中有較高含量的________。 (2)在圖A所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是______________________________，通過(guò)圖B所示的步驟取得濾液，再在溶液中加入2 mol/L的NaCl溶液的目的是______________________________________；圖C所示實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是______________。 (3)為鑒定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分是DNA，可滴加________溶液，結(jié)果在水浴加熱的條件下發(fā)生溶液變藍(lán)的現(xiàn)象。 基礎(chǔ)落實(shí) 1．格里菲思(FGriffith)用肺炎球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果(　　) A．證明了DNA是遺傳物質(zhì) B．證明了RNA是遺傳物質(zhì) C．證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D．沒(méi)有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì) 2．所有病毒的遺傳物質(zhì) (　　) A．都是DNA B．是DNA和RNA C．都是RNA D．是DNA或RNA 3．證明DNA是遺傳物質(zhì)的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的是 (　　) A．要用同位素標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì) B．要分離DNA和蛋白質(zhì) C．用DNA和蛋白質(zhì)去侵染 D．要得到噬菌體和肺炎球菌 4．某研究人員模擬肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)： ①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠體內(nèi) ②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠體內(nèi) ③R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注入小鼠體內(nèi) ④S型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注入小鼠體內(nèi) 以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是 (　　) 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 5．下列哪一項(xiàng)所述不能作為DNA是主要遺傳物質(zhì)的理由 (　　) A．現(xiàn)代細(xì)胞學(xué)的研究已經(jīng)提供了DNA是主要的遺傳物質(zhì)的有力證據(jù) B．通過(guò)反復(fù)細(xì)致的化學(xué)成分分析已經(jīng)得知，細(xì)胞中的DNA大部分是在染色體上 C．現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究已經(jīng)提供了DNA是主要的遺傳物質(zhì)的充分證據(jù) D．已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的 能力提升 6．科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個(gè)不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是 (　　) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 病類 型斑 病斑中分離出的病毒類型 ① a型TMV―→感染植物 a型 a型 ② b型TMV―→感染植物 b型 b型 ③ 組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染植物 b型 a型 ④ 組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)＋a型TMV的RNA)→感染植物 a型 a型 A.實(shí)驗(yàn)① B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④ 7．一百多年前，人們就開(kāi)始了對(duì)遺傳物質(zhì)的探索歷程。對(duì)此有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．最初認(rèn)為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，推測(cè)氨基酸的多種排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息 B．在艾弗里肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是發(fā)生了基因重組 C．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)之所以更有說(shuō)服力，是因?yàn)槠涞鞍踪|(zhì)與DNA完全分開(kāi) D．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，只有在離心后的沉淀物中才能測(cè)到放射性同位素32P 8．在DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，與析出DNA黏稠物有關(guān)的敘述，不正確的是(　　) A．操作時(shí)緩緩滴加蒸餾水，降低DNA的溶解度 B．用玻璃棒輕緩攪拌雞血細(xì)胞液，以保證DNA分子完整 C．加蒸餾水可同時(shí)降低DNA和蛋白質(zhì)的溶解度，兩者均可析出 D．當(dāng)絲狀黏稠物不再增加時(shí)，此時(shí)NaCl的濃度相當(dāng)于0.14 mol/L 9．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測(cè)，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液帶有放射性的原因可能是 (　　) A．噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體 B．?dāng)嚢璨怀浞郑皆诖竽c桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離 C．離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，上清液中析出較多的大腸桿菌 D．32P標(biāo)記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 10.下圖所示為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi))的實(shí)驗(yàn)，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)對(duì)下列問(wèn)題進(jìn)行分析： ①圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來(lái)培養(yǎng)__________，其內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分中是否含有32P？______________。 ②圖中的A表示____________________的過(guò)程，此過(guò)程中進(jìn)入大腸桿菌的是________________。 (2)對(duì)下列可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析： ①實(shí)驗(yàn)測(cè)定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，其最可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②當(dāng)接種噬菌體后培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)給T2噬菌體標(biāo)記上32P的實(shí)驗(yàn)： ①_____________________________________________________________________。 ②_____________________________________________________________________。 ③_____________________________________________________________________。 答案 知識(shí)清單 一、1.(1)①粗糙　無(wú)莢膜　無(wú)毒性?、诠饣∮星v膜　有毒性　(2)死亡　存活　存活　死亡 (3)S型 2．DNA　蛋白質(zhì)　多糖　DNA　DNA 二、赫爾?！〔趟埂〉鞍踪|(zhì)　DNA　DNA是遺傳物質(zhì) 三、1.煙草花葉病毒　RNA　HIV、流感病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、腦炎病毒、新城雞瘟病毒 2．DNA　DNA是主要的遺傳物質(zhì) 四、1.溶解度　0.14 mol/L　酒精 2．二苯胺　藍(lán)色 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1．D　[這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)互為對(duì)照，共同說(shuō)明了DNA是遺傳物質(zhì)。] 2．A　[1944年，艾弗里和他的同事從S型活細(xì)菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，然后將它們分別加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。艾弗里還發(fā)現(xiàn)，如果用DNA酶處理從S型細(xì)菌中提取出的DNA，使DNA分解，就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。] 3．(1)32P　31P　(2)32S　35S　子代噬菌體是以細(xì)菌的氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的　(3)DNA是遺傳物質(zhì) 解析　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)采用了同位素標(biāo)記法進(jìn)行，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA。噬菌體侵染細(xì)菌后，會(huì)在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用細(xì)菌內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行增殖。這一實(shí)驗(yàn)真正證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 4．(1)DNA　(2)使血細(xì)胞破裂　使濾液中的DNA溶于濃鹽溶液　使DNA析出　(3)二苯胺 解析　圖A、B、C所示為本實(shí)驗(yàn)的三個(gè)關(guān)鍵步驟。圖A通過(guò)添加蒸餾水，血細(xì)胞與蒸餾水相混合而使血細(xì)胞處于極度低滲的環(huán)境之中，血細(xì)胞因大量吸水而導(dǎo)致最終破裂，并釋放出胞內(nèi)物。圖B通過(guò)紗布過(guò)濾使血細(xì)胞釋放出的DNA濾入收集的濾液中(將大量膠狀物濾出)，再在濾液中加入2 mol/L的NaCl溶液使DNA的溶解度增加。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在1 mol/L的NaCl溶液中的溶解度為水中的2倍。圖C在DNA濃鹽溶液中加入蒸餾水(大量)，可使溶液的NaCl濃度降至較低，由于DNA在較低濃度的NaCl溶液中溶解度很低(在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，濃度再變小則DNA溶解度將增大)，使DNA低滲析出，經(jīng)過(guò)濾等手段可以收集到DNA。DNA與二苯胺反應(yīng)溶液變藍(lán)，可作為DNA鑒定的方法。 課后作業(yè) 1．D　[格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只證明了加熱殺死的S型菌中含有促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子，但不能證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。] 2．D　[病毒是一類無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的、只由DNA或RNA和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的微小生物。大多數(shù)病毒所含的核酸是DNA，這種類型的病毒以DNA作為遺傳物質(zhì)；少數(shù)病毒所含的核酸是RNA，這類病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)。所以說(shuō)，所有病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。] 3．B　[要證明DNA是遺傳物質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的是使用一定技術(shù)手段分離DNA和蛋白質(zhì)，讓其單獨(dú)侵染，去觀察它們?cè)谶z傳過(guò)程中的作用。用同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)以及從肺炎球菌中提取的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，其目的都是如此。] 4．D　[①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠體內(nèi)。由于S型菌的DNA被DNA酶分解，仍然只有R型菌，小鼠存活。②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠內(nèi)，有S型菌，小鼠死亡。③高溫加熱后殺死R型菌。④高溫加熱后殺死S型菌，③、④都不存在活S型菌，小鼠都存活。] 5．B　[“DNA大部分在染色體上”不能作為DNA是主要的遺傳物質(zhì)的證據(jù)。] 6．C　[煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以由RNA控制其性狀。③中的組合病毒感染植物后，病斑類型是b型，應(yīng)分離出b型病毒。] 7．D　[人們對(duì)遺傳物質(zhì)的探索歷程中最初認(rèn)為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，是因?yàn)橥茰y(cè)氨基酸的多種排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息。在艾弗里肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌能指導(dǎo)合成多糖莢膜的那段DNA整合到了R型細(xì)菌體內(nèi)，也就是發(fā)生了基因重組。證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)、直接觀察它們對(duì)性狀的影響。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，在離心后的沉淀物中測(cè)到的放射性同位素32P形成的放射性強(qiáng)，上清液中放射性弱，因?yàn)殡x心不可能分離的很徹底。] 8．C　[加蒸餾水后降低NaCl的溶液濃度，同時(shí)逐漸降低DNA的溶解度，使其逐漸變?yōu)榻z狀黏稠物而析出。當(dāng)NaCl溶液濃度降低時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度增高，即蛋白質(zhì)的鹽溶現(xiàn)象，因而DNA析出時(shí)，蛋白質(zhì)不能析出。] 9．A　[32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA分子，在噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程中，DNA分子進(jìn)入大腸桿菌，經(jīng)離心后處于沉淀物中。若培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體的DNA還沒(méi)有注入大腸桿菌內(nèi)；若培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體大量繁殖使部分大腸桿菌裂解，釋放出子代噬菌體，這樣上清液就具有了放射性。] 10．(1)①大腸桿菌　不含有?、谑删w侵染大腸桿菌 噬菌體的DNA　(2)①部分噬菌體沒(méi)有侵入大腸桿菌，仍存在于培養(yǎng)液中?、谂囵B(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，復(fù)制增殖后的噬菌體從大腸桿菌內(nèi)釋放出來(lái) (3)①配制適宜的培養(yǎng)大腸桿菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)液，在培養(yǎng)液中加入用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸作為合成DNA的原料?、谠谂囵B(yǎng)液中接種大腸桿菌，培養(yǎng)一段時(shí)間后，再接種噬菌體，繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng) ③在培養(yǎng)液中提取出所需的T2噬菌體，其體內(nèi)的DNA被32P標(biāo)記 解析　噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)只是核酸部分進(jìn)入，蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)菌體外，P元素參與核酸的形成，因此主要在細(xì)菌內(nèi)出現(xiàn)放射性。若要給T2噬菌體標(biāo)記上32P，應(yīng)先大量繁殖含32P的大腸桿菌，再用T2噬菌體侵染含32P的大腸桿菌，T2噬菌體進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)后利用其體內(nèi)的32P等物質(zhì)合成自身的遺傳物質(zhì)。