2024-2025高中生物第3單元第1章第1節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)學(xué)案中圖版必修2

PAGEPAGE13第一節(jié)遺傳物質(zhì)的發(fā)覺(jué)1．總結(jié)人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探究過(guò)程。2．駕馭肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)論。(重難點(diǎn))3．駕馭噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論。(重難點(diǎn))肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1．遺傳物質(zhì)在染色體上(1)薩頓對(duì)蝗蟲(chóng)精子發(fā)生的探討①發(fā)覺(jué)現(xiàn)象：a．染色體是各具獨(dú)特形態(tài)的實(shí)體。b．體細(xì)胞中染色體成對(duì)存在，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。c．在細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，配對(duì)的兩條染色體相互分開(kāi)，獨(dú)立進(jìn)入配子。d．非同源染色體進(jìn)入配子時(shí)自由組合。②發(fā)覺(jué)問(wèn)題：在減數(shù)分裂時(shí)，染色體的行為與遺傳因子的行為具有完全平行的現(xiàn)象。③提出假設(shè)：遺傳因子位于染色體上。(2)摩爾根通過(guò)果蠅雜交試驗(yàn)，得出特定的基因位于特定染色體的特定位置上的結(jié)論，因此，染色體就是遺傳物質(zhì)的載體。2．肺炎雙球菌的特點(diǎn)種類(lèi)項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落表面光滑表面粗糙菌體毒性有毒性無(wú)毒性3.體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗(yàn)——格里菲思的試驗(yàn)(1)原理：S型細(xì)菌可使小鼠患敗血癥死亡。(2)試驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種物質(zhì)使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。4．體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)——艾弗里的試驗(yàn)(1)設(shè)計(jì)思路：將提純的S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)分別加入到R型細(xì)菌的培育基中，單獨(dú)視察它們各自的功能。(2)試驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象：(3)結(jié)論：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即DNA是具有轉(zhuǎn)化作用的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。[合作探討]探討1：是否全部生物的遺傳物質(zhì)都以染色體作為載體？真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都在染色體上嗎？提示：不是。原核生物及病毒無(wú)染色體，其遺傳物質(zhì)不以染色體作載體，真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)并非都在染色體上，如線(xiàn)粒體、葉綠體中也有遺傳物質(zhì)DNA。探討2：依據(jù)格里菲思的試驗(yàn)，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的“遺傳物質(zhì)”可能是什么？為此艾弗里設(shè)計(jì)了怎樣的試驗(yàn)？提示：可能是DNA或蛋白質(zhì)。將分別提純的DNA、蛋白質(zhì)分別與R型細(xì)菌混合培育，單獨(dú)視察它們各自的效應(yīng)。探討3：艾弗里試驗(yàn)中設(shè)置加DNA水解酶這組試驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？提示：艾弗里試?yàn)中設(shè)置DNA＋DNA酶這一組試驗(yàn)的目的：①比照說(shuō)明只加DNA組的結(jié)論，②說(shuō)明DNA的水解產(chǎn)物不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。[思維升華]1．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中的相互比照相互比照時(shí)每組均既是試驗(yàn)組又是比照組，每個(gè)試驗(yàn)組除要探究的因素各不相同外，其他條件均相同，最終結(jié)論必需由幾組試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出。2．體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的比較體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)試驗(yàn)者格里菲思艾弗里等培育細(xì)菌用小鼠(體內(nèi))用培育基(體外)試驗(yàn)原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性比照S型細(xì)菌各成分作用的相互比照試驗(yàn)結(jié)果加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌→S型細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌→S型細(xì)菌試驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素(1)在加熱殺死的S型細(xì)菌中，其蛋白質(zhì)變性失活，但不要認(rèn)為DNA也變性失活，DNA在加熱過(guò)程中，雙螺旋解開(kāi)，氫鍵被打開(kāi)，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可復(fù)原。(2)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中并不是全部的R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而是只有少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。緣由是轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。1．某探討人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)試驗(yàn)：①S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠②R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠④S型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠以上4個(gè)試驗(yàn)中小鼠存活的狀況依次是()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【解析】①加入DNA酶，可將S型細(xì)菌的DNA水解，使之完全失去活性，再加入R型細(xì)菌，不會(huì)轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，故小鼠存活；②雖加入了DNA酶，但還加入了S型細(xì)菌，故小鼠死亡；③由于高溫使R型細(xì)菌死亡，加入S型細(xì)菌的DNA后，不會(huì)有S型細(xì)菌出現(xiàn)，故小鼠能存活；④中的S型細(xì)菌在高溫下被殺死，加入R型細(xì)菌的DNA，小鼠不死亡?！敬鸢浮緿2．格里菲思和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)證明白()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730045】①DNA是遺傳物質(zhì)②RNA是遺傳物質(zhì)③DNA是主要遺傳物質(zhì)④蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)⑤糖類(lèi)不是遺傳物質(zhì)⑥D(zhuǎn)NA能產(chǎn)生可遺傳的變異A．①④⑤⑥ B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥【解析】格里菲思和艾弗里試驗(yàn)?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)。【答案】A噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)1．噬菌體組成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蛋白質(zhì)外殼,DNA))2．同位素標(biāo)記eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蛋白質(zhì)—35S,DNA—32P))3．試驗(yàn)過(guò)程4．試驗(yàn)結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。[合作探討]探討1：能否運(yùn)用14C和18O標(biāo)記噬菌體？為什么？提示：不能，因?yàn)槭删w的DNA和蛋白質(zhì)中都含有C和O元素。探討2：請(qǐng)分別寫(xiě)出噬菌體外殼及其核酸的組成單位的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并注明32P、35S的標(biāo)記的部位。提示：噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)中32P和35S的存在部位，如下圖所示。探討3：能否分別用含放射性同位素35S和32P的培育基來(lái)培育噬菌體？為什么？提示：不能。因?yàn)椴《緹o(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其體內(nèi)缺少完整的獨(dú)立生活的酶系統(tǒng)，專(zhuān)營(yíng)活細(xì)胞內(nèi)寄生生活。一般培育基缺少細(xì)胞類(lèi)生物，病毒無(wú)法生存。[思維升華]1．噬菌體的增殖(1)模板：噬菌體DNA。(2)合成DNA的原料：大腸桿菌供應(yīng)的四種脫氧核苷酸。(3)合成蛋白質(zhì)的原料及場(chǎng)所：大腸桿菌的氨基酸、大腸桿菌的核糖體。2．試驗(yàn)思路及方法S是蛋白質(zhì)特有元素，P是DNA特有元素，用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)，干脆單獨(dú)去視察它們的作用。3．侵染特點(diǎn)及過(guò)程(1)進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)留在外面不起作用。(2)噬菌體侵染細(xì)菌要經(jīng)過(guò)吸附→注入核酸→合成子代DNA→組裝子代噬菌體→釋放子代噬菌體4．試驗(yàn)過(guò)程(1)標(biāo)記噬菌體(2)侵染細(xì)菌(3)結(jié)論：在噬菌體中，保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即DNA是遺傳物質(zhì)。5．試驗(yàn)誤差分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的緣由：①保溫時(shí)間過(guò)短，有一部分噬菌體還沒(méi)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，上清液中出現(xiàn)放射性。②保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會(huì)使上清液中出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的緣由：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體仍吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。6．噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)與肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)的比較1．在證明DNA是遺傳物質(zhì)的T2噬菌體侵染大腸桿菌的試驗(yàn)中，正確的技術(shù)手段是()A．用化學(xué)方法把DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)B．用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體和大腸桿菌C．用32P和35S同時(shí)標(biāo)記T2噬菌體D．用標(biāo)記過(guò)的大腸桿菌去培育T2噬菌體【解析】分別用32P和35S培育大腸桿菌，再用正常的噬菌體去侵染被標(biāo)記的大腸桿菌，最終用分別標(biāo)記的噬菌體再侵染正常大腸桿菌，視察是噬菌體的DNA還是蛋白質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)后能產(chǎn)生子代噬菌體。【答案】D2．為證明蛋白質(zhì)和DNA原委哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的試驗(yàn)(T2噬菌體特地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)于本試驗(yàn)及病毒、細(xì)菌的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730046】A．圖中錐形瓶中的培育液是用來(lái)培育大腸桿菌的，其內(nèi)的養(yǎng)分成分中要加入32P標(biāo)記的無(wú)機(jī)鹽B．若要達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?，還要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記噬菌體的試驗(yàn)，兩組相互比照，都是試驗(yàn)組C．噬菌體的遺傳不遵循基因分別規(guī)律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分別規(guī)律D．若本組試驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì)【解析】題圖所示錐形瓶中培育液內(nèi)的養(yǎng)分成分應(yīng)無(wú)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)記噬菌體的試驗(yàn)，兩組相互比照，都是試驗(yàn)組；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分別規(guī)律；若本組試驗(yàn)B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，細(xì)菌裂解導(dǎo)致的。【答案】B煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn)1．RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)煙草花葉病毒的基本成分為蛋白質(zhì)和RNA，無(wú)DNA。(2)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不是蛋白質(zhì)。2．DNA是主要的遺傳物質(zhì)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA。[合作探討]探討1：煙草花葉病毒合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是什么？其進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)合成的原料由誰(shuí)供應(yīng)？提示：煙草細(xì)胞的核糖體。由煙草細(xì)胞為之供應(yīng)合成核酸和蛋白質(zhì)的原料。探討2：全部生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，對(duì)嗎？為什么？提示：不對(duì)。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。[思維升華]1．煙草花葉病毒重建試驗(yàn)(1)過(guò)程：(2)構(gòu)建的重組病毒，其遺傳性狀與供應(yīng)RNA的病毒性狀完全一樣，與供應(yīng)蛋白質(zhì)的病毒性狀不同，說(shuō)明RNA是遺傳物質(zhì)。(3)結(jié)論：只有RNA而沒(méi)有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。2．依據(jù)煙草花葉病毒感染煙草的試驗(yàn)，獲得試驗(yàn)結(jié)論3.生物遺傳物質(zhì)的推斷方法(1)方法：①細(xì)胞內(nèi)既有DNA，又有RNA，只有DNA是遺傳物質(zhì)，分布在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。②病毒只能含有一種核酸，DNA或RNA。大多數(shù)病毒含DNA。③一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸(DNA或RNA)。(2)不同生物的遺傳物質(zhì)如下表：實(shí)例噬菌體(DNA)或煙草花葉病毒(RNA)乳酸菌、藍(lán)藻酵母菌、玉米、小麥、人1．煙草花葉病毒(TMV)和車(chē)前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是()A．a(chǎn)過(guò)程表示用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，結(jié)果說(shuō)明TMV的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有侵染作用B．b過(guò)程表示用HRV的RNA單獨(dú)接種煙葉，結(jié)果說(shuō)明其有侵染作用C．c、d過(guò)程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結(jié)果說(shuō)明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車(chē)前草病毒癥狀，并能從中分別出車(chē)前草病毒D．該試驗(yàn)證明只有車(chē)前草病毒的RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質(zhì)【解析】a過(guò)程中煙葉沒(méi)有出現(xiàn)病斑，表示TMV的蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有侵染作用；b過(guò)程中煙葉出現(xiàn)病斑，表示HRV的RNA有侵染作用；c、d過(guò)程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉出現(xiàn)病斑，并能從中分別出HRV病毒，說(shuō)明該“雜種病毒”有侵染作用；該試驗(yàn)證明只有HRV的RNA是遺傳物質(zhì)，不能證明TMV的RNA不是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緿2．下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A．肺炎雙球菌的遺傳物質(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．煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸【解析】A項(xiàng)中肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA；B項(xiàng)中酵母菌為真核生物，其遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細(xì)胞質(zhì)中也有；C項(xiàng)中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不含S元素；D項(xiàng)中煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸?！敬鸢浮緽1．在生命科學(xué)發(fā)展過(guò)程中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的試驗(yàn)是()①孟德?tīng)柕耐愣闺s交試驗(yàn)②摩爾根的果蠅雜交試驗(yàn)③肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)④T2噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)⑤煙草花葉病毒感染和重建試驗(yàn)A．①② B．②③C．③④ D．④⑤【解析】孟德?tīng)柾愣闺s交試驗(yàn)揭示了基因分別規(guī)律；摩爾根果蠅雜交試驗(yàn)證明白基因在X染色體上；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)及噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)證明白DNA是遺傳物質(zhì)；煙草花葉病毒感染和重建試驗(yàn)證明白R(shí)NA是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緾2．下面是仿照艾弗里的試驗(yàn)內(nèi)容，有關(guān)敘述不正確的是()A．R型細(xì)菌無(wú)莢膜，無(wú)毒性B．R型細(xì)菌與S型細(xì)菌都有核糖體C．添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別具有比照作用D．DNA酶的作用是催化DNA復(fù)制【解析】肺炎雙球菌為原核生物，有核糖體。R型細(xì)菌無(wú)莢膜，無(wú)毒性。添加多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA等試管的組別作為比照，說(shuō)明以上物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，只有DNA是遺傳物質(zhì)。DNA酶的作用是水解DNA?！敬鸢浮緿3．艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)都證明白DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個(gè)試驗(yàn)的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：73730047】A．二者都應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)B．二者的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，探討各自的效應(yīng)C．艾弗里的試驗(yàn)設(shè)置了比照，赫爾希與蔡斯的試驗(yàn)沒(méi)有比照D．二者都誘發(fā)了DNA突變【解析】只有噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù)，A錯(cuò)誤；兩試驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，探討各自的效應(yīng)，B正確；赫爾希與蔡斯的試驗(yàn)是相互比照，C錯(cuò)誤；兩試驗(yàn)都沒(méi)有誘發(fā)DNA突變，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽4．經(jīng)探討：人感染高致病性禽流感是由甲型流感病毒H5N1亞型引起，傳染源主要為感染H5N1病毒的禽類(lèi)或H5N1病毒污染的環(huán)境。某探討小組為探究H5N1病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，做了如下試驗(yàn)，請(qǐng)你完成相關(guān)內(nèi)容。(1)試驗(yàn)原理：________________________________________。(2)材料用具：H5N1病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。(3)試驗(yàn)步驟：①取健康且生長(zhǎng)狀況基本一樣的小白鼠若干，隨機(jī)均分成四組，