高中生物第六單元 遺傳的物質基礎學案-DNA是主要的遺傳物質

DNA是主要的遺傳物質

【課標要求】

親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上

【核心素養(yǎng)】

L認識DNA分子作為遺傳物質所應具備的特征(生命觀念)

2.總結細菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程(科學思維)

3.分析人類對遺傳物質探究的實驗設計思路(科學探究)

【必備知識梳理】

考點一肺炎鏈球菌轉化實驗

1.肺炎鏈球菌類型

特點

菌落莢膜毒性

類型

S型—有

R型粗糙—無

2.格里菲思的體內轉化實驗

不死亡

過

程

與

現

象

(1)實驗①②對比，說明一

(2)實驗②③對比，說明—

(3)實驗②③④對比，說明一

(4)結論：_______________

3.艾弗里的體外轉化實驗

(1)實驗①②分別說明O

(2)實驗③④說明_______________________________________________

［重難突破］

肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗的比較

項目體內轉化實驗體外轉化實驗

培養(yǎng)

小鼠體內培養(yǎng)培養(yǎng)基體外培養(yǎng)

細菌

實驗

R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌體內各成分的相互對照

原則

實驗已經被加熱殺死的S型細菌能使R型S型細菌的DNA能使R型細菌轉化為S

結果細菌轉化為S型細菌型細菌

實驗已經被加熱殺死的S型細菌體內含有DNA是S型細菌的遺傳物質，而蛋白質

結論某種“轉化因子”等其他物質不是遺傳物質

①所用材料相同，都是R型和S型肺炎鏈球菌；

②體內轉化實驗是基礎，僅說明加熱后殺死的S型細菌體內含有某種“轉化因

聯系

子”，而體外轉化實驗則進一步說明“轉化因子”就是DNA；

③實驗設計都遵循對照原則、單一變量原則

［素養(yǎng)提升］

請在格里菲思實驗的基礎上利用R型活細菌、加熱殺死的S型細菌、小鼠等為實驗材料，

設計一個實驗方案證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。簡要寫出實驗思路并預期

實驗結果及結論。

考點二噬菌體侵染細菌實驗

1.實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌等

(1)T2噬菌體的結構

蛋白質外殼：含特征元素

DNA：含特征元索

(2)T2噬菌體的復制式增殖

增殖需要的條件內容

模板T2噬菌體的DNA

合成T2噬菌體DNA的原料大腸桿菌提供的_________________

原料—

合成T2噬菌體蛋白質

場所—

2.實驗方法：放射性同位素標記法。

3.實驗過程和結果

組別現象分析原因

35s標記T2上清液放射蛋白質外殼__________(填“進入”或“沒有進入”)大

噬菌體f性高腸桿菌，離心后存在于_________中

細菌沉淀物放射攪拌不充分，有少量含35s的T2噬菌體蛋白質外殼

性低__________，隨細菌離心到____中

沉淀物放射DNA_____（填“進入”或“沒有進入”）大腸桿菌，離

32P標記T2性高心后存在于_____中

噬菌體f⑴保溫時間過短，有一部分T2噬菌體

上清液放射

細菌________________；⑵保溫時間過長，T2噬菌體

性低

［重難突破］

噬菌體侵染細菌實驗和肺炎鏈球菌體外轉化實驗的比較

比較項目噬菌體侵染細菌實驗肺炎鏈球菌體外轉化實驗

設計思路設法將DNA和其他物質分開，單獨研究它們各自不同的功能

放射性同位素標記法：分別

直接分離法：分離S型細菌的多種組

處理方法標記DNA和蛋白質的特殊

成物質，分別與R型細菌混合培養(yǎng)

元素

檢測結果的

檢測放射性位置觀察菌落類型

方式

DNA是遺傳物質，蛋白質等物質不是

結論DNA是遺傳物質

遺傳物質

［素養(yǎng)提升］

1.結合教材兩大經典實驗，嘗試總結作為遺傳物質具備的條件有哪些。

2.根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對

人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。

假設在宿主細胞內不發(fā)生堿基之間的相互轉換。請利用放射性同位素標記的方法，以體外培

養(yǎng)的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出（1）實驗思路，（2）預

期實驗結果及結論即可。（要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組）

考點三煙草花葉病毒感染煙草葉實驗及生物的遺傳物質

1.煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗

（1）實驗過程及現象

分

煙草別

花葉感

染

病毒煙

草

驗結論

(2)實

質。

傳物

的遺

病毒

花葉

煙草

不是

，

物質

遺傳

毒的

葉病

草花

是煙

索結論

2.探

生

少部分

,只有

DNA

質是

傳物

的遺

生物

______

明____

實驗證

，因為

物質

遺傳

要的

是主

A。

是RN

物質

遺傳

物的

］

突破

［重難

和方法

的思路

質”

傳物

“遺

探索

究思路

(1)探

。

作用

察其

獨觀

，單

分開

物質

將該

設法

質——

傳物

是遺

物質

哪種

探究

①若

性。

專一

酶的

利用

NA——

是R

A還

DN

質是

傳物

的遺

病毒

未知

探究

②若

方法

(2)4種

］

提升

［素養(yǎng)

物質

遺傳

物的

同生

納不

1.歸

物

真核生

物

原核生

病毒

型

生物類

酸種類

體內核

RNA

A和

DN

—

—

_____種

_____種

_____種

基種類

體內堿

_____種

____種

_____種

種類

甘酸

體內核

遺傳物質———

實例噬菌體、煙草花葉病毒乳酸菌、藍藻玉米、小麥、人

2.將甲細菌提取物（含A、B、C、D四種有機物的混合物）和活的乙細菌混合培養(yǎng)一段時間

后，從培養(yǎng)基中分離出了活的甲細菌。在無法對上述四種物質進行分離和提純的前提下，為

確定A?D中是哪種物質能使乙細菌轉化為甲細菌，請根據題意設計相關實驗。要求寫出實

驗設計思路、預期結果及結論。

考能檢測

1.格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗過程和結果如圖所示。下列說法正確的是（）

實驗1：R型細菌+小鼠一存活

實驗2：S型細菌+小鼠一死亡

實驗3：S型細菌+加熱+小鼠f存活

實驗4：S型細菌+加熱+R型細菌+小鼠死亡

A.實驗1為空白對照組，實驗2、3和4均為實驗組

B.能從實驗2和實驗4中死亡的小鼠體內分離出S型活細菌和R型活細菌

C.該實驗證明了S型細菌的DNA可在R型活細菌內表達出相應的蛋白質

D.對比實驗2、3的結果，說明加熱能使有毒性的S型活細菌失去毒性

2.為研究R型肺炎鏈球菌轉化為S型的轉化因子是DNA還是蛋白質，進行了如圖所示的

轉化實驗。對本實驗作出的分析，不正確的是（）

A.本實驗通過酶解去除單一成分進行研究

B.甲、乙組培養(yǎng)基中只有S型菌落出現

C.蛋白酶處理結果顯示提取物仍有轉化活性

D.本實驗結果表明DNA使R型菌發(fā)生轉化

3.某同學對格里菲思的實驗進行了改良，將R型菌、S型菌、加熱殺死的S型菌、加熱殺

死的S型菌和R型活菌的混合物分別接種到甲、乙、丙、丁四組相同的培養(yǎng)基上，在適宜

無菌的條件下進行培養(yǎng)，一段時間后，菌落的生長情況如圖所示。下列有關敘述正確的是

甲乙丙丁

A.若培養(yǎng)前在甲組培養(yǎng)基中加入S型菌的DNA,得到的菌落類型與丁不同

B.甲、乙兩組作為丁組的對照組，丙組培養(yǎng)基無菌落產生，可以不必設置

C.丁組的實驗結果說明了使R型菌發(fā)生轉化的物質是S型菌的DNA

D.該實驗中的無關變量有培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)時間等

4.肺炎鏈球菌轉化實驗中，S型菌的部分DNA片段進入R型菌內使這種R型菌轉化為能

合成莢膜多糖的S型菌，下列敘述正確的是（）

A.R型菌轉化成S型菌的過程中，R型菌發(fā)生了染色體變異

B.進入R型菌的DNA片段上，可能有多個RNA聚合酶的結合位點

C.R型菌轉化成S型菌前后的DNA中，喋吟所占比例發(fā)生了改變

D.該實驗體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀

5.如圖是用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌的過程，A代表噬菌體侵染細菌、B代表噬菌體

空殼、C代表大腸桿菌。下列有關敘述正確的是（）

A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，培養(yǎng)液中需含32P的無機鹽

B.若要證明DNA是遺傳物質，還需設計一組用35s標記的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗作

對照

C.保溫時間延長會提高噬菌體侵染細菌的成功率，使上清液中放射性的比例下降

D.噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，大腸桿菌為噬菌體繁殖提供了所有條件

6.圖1、圖2表示T2噬菌體侵染大腸桿菌的兩個實驗，不正確的是（）

圖1

圖2

A.甲處的T2噬菌體一定含有放射性

B.乙處的T2噬菌體不一定含放射性

C.兩個實驗結合起來能證明DNA是T2噬菌體的遺傳物質

D.如果培養(yǎng)2代以上，乙處含放射性的T2噬菌體并不增多

7.噬菌體展示技術是將編碼蛋白質的基因導入噬菌體的基因中，使外源蛋白和噬菌體蛋白

融合表達，融合蛋白質隨子代噬菌體的重新組裝而展示在噬菌體表面的一項技術，具體過程

如圖所示。下列相關敘述正確的是（）

A.可用動物細胞代替大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體

B.外源基因表達所需要的模板和原料來自宿主細胞

C.子代噬菌體表面融合蛋白具有特定的生物功能

D.若用35s標記噬菌體外殼，則可在子代噬菌體表面融合蛋白上檢測到35s

8.T4噬菌體有野生型和甲、乙、丙三種突變型，甲、乙、丙獨立感染大腸桿菌時均無法增

殖。不同的突變型噬菌體成對組合同時感染大腸桿菌時，兩種噬菌體在大腸桿菌細胞內產生

的蛋白質可以共用；兩個噬菌體的DNA會有類似真核生物有性生殖中遺傳物質交叉互換的

過程（如圖）。實驗發(fā)現，甲與乙同時感染大腸桿菌產生了子代噬菌體；甲與丙同時感染大腸

桿菌大多數情況下不能產生子代噬菌體，但偶爾也會產生子代噬菌體?；谏鲜鍪聦嵶鞒龅?/p>

推斷不合理的是（）

A.甲、乙突變體是由不同基因突變形成的

B.甲、丙突變體產生的蛋白質不能相互彌補缺陷

C.甲、丙的相應突變基因是由不同基因突變而來

D.甲、丙突變體的DNA之間偶爾發(fā)生片段的交換

9.科學家從煙草花葉病毒（TMV）中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產生的病斑形

態(tài)不同。下列4組實驗（見下表）中，不可能出現的結果是（）

實驗實驗結果

實驗過程

編號病斑類型病斑中分離出的病毒類型

①a型TMV感染植物a型a型

②b型TMV感染植物b型b型

組合病毒（a型TMV的蛋白質+

③b型a型

b型TMV的RNA）-感染植物

組合病毒（b型TMV的蛋白質十

④a型a型

a型TMV的RNA）-感染植物

A.實驗①B.實驗②

C.實驗③D.實驗④

10.人們對遺傳物質本質的探索經歷了漫長曲折的過程，下列有關敘述正確的是（）

A.孟德爾使用豌豆進行實驗，證明了遺傳因子是某種物質，即基因

B.摩爾根以果蠅為實驗材料，運用假說一演繹法證明了基因在染色體上

C.肺炎鏈球菌轉化實驗中，加熱處理后的蛋白質和DNA均發(fā)生不可逆變性

D.煙草花葉病毒感染煙草實驗證明了病毒的遺傳物質是RNA而不是蛋白質

參考答案

考點一肺炎鏈球菌轉化實驗

1.肺炎鏈球菌類型

特點

類型^菌落莢膜毒性

S型光滑有直

R型粗糙無無

2.格里菲思的體內轉化實驗

(1)實驗①②對比，說明R型細菌無毒性、S型細菌有毒性。

(2)實驗②③對比，說明被加熱殺死的S型細菌無毒性。

(3)實驗②③④對比，說明R型細菌轉化為S型細菌。

(4)結論：已經加熱殺死的S型細菌中，含有使R型細菌轉化為S型細菌的“轉化因子”。

3.艾弗里的體外轉化實驗

(1)實驗①②分別說明莢膜多糖、蛋白質沒有轉化作用。

(2)實驗③④說明DNA有轉化作用,DNA的水解產物沒有轉化作用。

［重難突破］

肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗的比較

項目體內轉化實驗體外轉化實驗

培養(yǎng)小鼠體內培養(yǎng)培養(yǎng)基體外培養(yǎng)

細菌

實驗

R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌體內各成分的相互對照

原則

實驗已經被加熱殺死的S型細菌能使R型S型細菌的DNA能使R型細菌轉化為S

結果細菌轉化為S型細菌型細菌

實驗已經被加熱殺死的S型細菌體內含有DNA是S型細菌的遺傳物質，而蛋白質

結論某種“轉化因子”等其他物質不是遺傳物質

①所用材料相同，都是R型和S型肺炎鏈球菌；

②體內轉化實驗是基礎，僅說明加熱后殺死的S型細菌體內含有某種“轉化因

聯系

子”，而體外轉化實驗則進一步說明“轉化因子”就是DNA；

③實驗設計都遵循對照原則、單一變量原則

［素養(yǎng)提升］

請在格里菲思實驗的基礎上利用R型活細菌、加熱殺死的S型細菌、小鼠等為實驗材料，

設計一個實驗方案證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。簡要寫出實驗思路并預期

實驗結果及結論。

提示：實驗思路：(1)將加熱殺死的S型細菌體內物質分離，分別得到蛋白質和DNA。(2)將

分離得到的S型細菌蛋白質和DNA分別與R型細菌混合一段時間后，再分別注射入甲、乙

兩組小鼠體內，觀察兩組小鼠的存活情況。實驗結果及結論：甲組小鼠不死亡，乙組小鼠死

亡，并在乙組小鼠體內發(fā)現活的S型細菌，則證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。

考點二噬菌體侵染細菌實驗

1.實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌等

(1)T2噬菌體的結構

(2)T2噬菌體的復制式增殖

增殖需要的條件內容

模板T2噬菌體的DNA

合成T2噬菌體DNA的原料大腸桿菌提供的四種脫氧核昔酸

原料大腸桿菌的氨基酸

合成T2噬菌體蛋白質

場所大腸桿菌的核糖體

2.實驗方法：放射性同位素標記法。

3.實驗過程和結果

0

0

已標記T?噬菌體侵染未標記大腸桿菌