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1、6、是主要的遗传物质学案【学习目标】1 总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。2 分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。3 探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。学习重点:1 肺炎双球菌转化实验的原理和过程。2 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。学习难点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程。知识建构(一)、本节知识体系对遗传物质的早期推测(1)_多种多样的排列顺序,可能蕴涵遗传信息。(2)脱氧核苷酸的化学组成包括_,四种脱氧核苷酸的不同点在于_ 。肺炎双球菌的转化实验(1)肺炎双球菌有两种类型,一种是有毒性的 型细菌,另一种是没有毒性的 型细菌。(2)1928年,英国科学家格里
2、菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。其具体做法是:将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,结果小鼠 。将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,结果小鼠 。将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,结果小鼠 。将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S细菌混合后,注射到小鼠体内,结果小鼠 。并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌,其后代也有毒性。从第组实验鼠体内可分离出少部分有毒性的S型活细菌说明无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,有少部分R型活细菌可转化成有毒性的S型活细菌;这种S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌,这说明这种性状的转化是可以 的。格里菲思的实验结论是:已加热杀死的S型细菌中必然含有
3、某种促成这一转化的活性物质“ ”。(3)艾弗里实验设计思路: 。过程:将S型细菌的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果只有加入 ,R型细菌才能转化为S型细菌,并且DNA的纯度超高,转化就越有效;如果用 分解从S型活细菌中提取的DNA,就不能使R型细菌发生转化。 结论: 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。噬菌体侵染细菌的实验(1)标记细菌 细菌+含_ _的培养基含35S的细菌, 细菌+含_ _的培养基 含32P的细菌(2)标记噬菌体噬菌体+_ _ 的细菌 含35S的噬菌体,噬菌体 +_ _的细菌 含32P 的噬菌体(3)噬菌体侵染细菌 含35S 的噬菌体+细菌_
4、 _ 没有35S, 35S主要分布在_ _ 外; 含32P 的噬菌体+细菌 _ _ 几乎没有32P, 32P 主要分布在 _ 内。 (4) 实验结论:_ 才是真正的遗传物质 。 4遗传物质 生物的遗传物质除了DNA外,还有 ,如烟草花叶病毒的遗传物质是 。又因为绝大多数生物的遗传物质是 ,所以说 是主要的遗传物质。(二)问题的归纳与总结1两种肺炎双球菌的比较 种类 项目S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性,使小鼠患败血症死亡无毒性2肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 这两个实验都是证明DNA是生物的遗传物质的直接实验证据,两者在实验设计、实验结论等方面既
5、有共同性也有细微的差别。(1)实验设计思路比较艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA与其他物质分开,单独地直接研究它们各自不同的遗传功能处理方式的区别直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)(2)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则 肺炎双球菌的转化实验中的相互对照(3)实验结论比较前者证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;后者证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内。(三)课堂典型题例例1 (07广东)格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化
6、实验,此实验结果( )A证明了DNA是遗传物质 B证明了RNA是遗传物质 C证明了蛋白质是遗传物质 D没有具体证明哪一种物质是遗传物质例2用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡?( )A加热杀死的B活的,但缺乏多糖荚膜C加热杀死的有荚膜的肺炎球菌和活的缺乏细胞荚膜的肺炎球菌的混合物D既缺乏多糖又加热杀死的课堂训练题1所有病毒的遗传物质是 ( )A都是DNA B.都是RNA C. 是DNA和RNA D. 是DNA或RNA2作为主要遗传物质的 DNA与蛋白质的根本区别在于( )A相对分子质量大B分子结构相对稳定C在细胞内的分布有一定规律性D子代DNA是以亲代DNA为模板的复制产物3
7、如果用15N、32P、 35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能够找到的放射性元素情形为 ( )A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32PC.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S4用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌,待细菌解体后3H ()A.随细菌的解体而消失 .发现于噬菌体的外壳及中.仅发现于噬菌体的中 .仅发现于噬菌体的外壳中5下列说法正确的是( ) A一切生物的遗传物质都是DNA B一切生物的遗传物质都是RNA C一切生物的遗传物质是核酸 D一切生物的遗传物质是蛋白质6噬菌体在繁殖过程中利用的原料是
8、( )A噬菌体的核苷酸和氨基酸 B噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸C细菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸7对细胞中某些物质的组成进行分析,可以作为鉴别真核生物不同个体是否为同一种物种的辅助手段,一般不采用的是( )A蛋白质 BDNA CRNA D核苷酸8 噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是( ).在细菌的指导下,用细菌的物质合成 .在噬菌体的指导下,用噬菌体的物质合成.在细菌的指导下,用噬菌体的物质合成 .在噬菌体的指导下,用细菌的物质合成9将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因 而死亡,而无荚膜的R型细菌_,但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注
9、入到小白鼠体内则_,此实验说明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的_,经实验证明这种物质是_ _。基础与提高训练一、单项选择题是控制遗传性状的主要物质。在绿色植物的细胞内,它分布在 ( )A细胞核、细胞质基质 B细胞核、核糖体 C细胞核、内质网 D细胞核、线粒体、叶绿体2赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,实验包括了4个步骤:培养噬菌体,35S和32P标记噬菌体,放射性检测,离心分离。实验步骤的先后顺序为: ( )A B C D3将TMV型病毒的RNA与HRV型病毒的蛋白质结合在一起,组成一个新品系,用这个病毒去感染烟草,则在烟草体内分离出来的病毒具有( )ATM
10、V型蛋白质和HRV型的RNABTMV型的RNA和HRV型蛋白质CTMV型蛋白质和TMV型的RNADHRV型蛋白质和HRV型的RNA4噬菌体外壳的合成场所是 ( )A细菌的核糖体 B噬菌体的核糖体C噬菌体基质 D细菌的拟核5在真核生物细胞下列结构中,与烟草花叶病毒的成分最相似的是 ( )A线粒体 B叶绿体 C染色体 D核糖体6用某种酶处理转化因子后,R型细菌不能再转化成S型细菌,这种酶是 ( )A蛋白酶 B分解多糖荚膜的酶 CDNA酶 D纤维素酶7在对疯牛病病毒进行研究时发现,经各种核酸水解酶处理后,该病毒仍具有感染性,而用蛋白水解酶却可使其失活。从生命的本质看,该病毒 ( )A不含核酸,但含蛋
11、白质 B不含蛋白质,但肯定含核酸C不含核酸和蛋白质 D含核酸和蛋白质8染色体是遗传物质的主要载体,其最主要的原因是 ( )A染色体中DNA的含量稳定 B细胞分裂时染色体可进行复制C细胞内的遗传物质大部分存在于染色体上 D染色体在细胞分裂中进入不同的子细胞9下列哪项不是酵母菌遗传物质的载体 ( )A染色体 B叶绿体 C质粒 D线粒体非选择题部分10赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时,进入细菌的是噬菌体DNA,而不是它的蛋白质外壳,用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌,从而对此做出实验论证。据分析,噬菌体的蛋白
12、质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计:实验室已制备好分别含3H、14C15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记:_。你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。_。为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA_。用上述32P和35S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌,子代噬菌体的DNA分子中含有_(31P、32P),原因是_;子代噬菌体的蛋白质中含有_(32S、35S),原因是_。此实验结果证明了_。11为验证“遗传物质是D
13、NA,而不是蛋白质”。一位同学设计了以下实验步骤: 第一步:从有荚膜肺炎双球菌中提取DNA; 第二步:用提取的DAN培养无荚膜肺炎双球菌 预期结果:无荚膜的肺炎双球菌转化成有荚膜的肺炎双球菌 实验结论:遗传物质是DNA,而不是蛋白质 我们认为,上述实验步骤的设计欠严谨,不能达到实验目的。请回答: (1)上述实验步骤设计的不严谨之处是: (2)为达到该实验的目的,你对上述实验步骤的补充是: 习题答案一、课堂典型题例答案例【解析】 该题考查学生对“遗传物质的探索过程”掌握。肺炎双球菌的转化实验,包括格里菲思的实验和艾弗里的试验,“格里菲思的肺炎双球菌转化实验”指出加热杀死的S型菌存在“转化因子”,
14、将无毒的R菌转化为有毒性的S菌,但该转化因子是什么没有证明。“艾弗里的肺炎双球菌转化实验”从S型活细菌中提取DNA,将S型DNA与R型混合培养,R型活细菌繁殖的后代中有少量S型菌体,这些S型菌体的后代为S型菌体。R菌的DNA在S菌DNA的作用下发生变异,而且这些S型菌体的后代为S型菌体,进一步证明这种变异是可遗传的。这个试验表明DNA是遗传物质, 而蛋白质、RNA、多糖等不是遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验,不能证明DNA是主要遗传物质。答案:D例【解析】 根据肺炎双球菌的转化实验的原理及结果分析,当高温杀死的和缺乏多糖荚膜的肺炎及球菌混合感染时,活的无荚膜肺炎双球菌(无致病能力)能吸收加热杀
15、死的有荚膜肺炎双球菌的DNA,从而转化成活的有荚膜肺炎双球菌(有致病能力),导致小鼠生病并死亡。答案: C二、课堂训练题答案答案:1D 2B 3B 4B 5C 6C 7D 8D9败血病 不能使小白鼠致死 会导致其患病死亡 转化因子 DNA三、基础与提高训练答案选择题 1D 2C 3C 4A 5D 6C 7A 8C 9B非选择题部分10用32P标记DNA,用35S标记蛋白质外壳 先将细菌分别培养在含32P或35S的培养基上;然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活 检测放射性的仪器不能区分放射性是由什么物质产生的,因此只能分开标记 31P和32P 噬菌体的DNA(32P)进入细菌后,利用细菌中未标记的含31P的核苷酸为原料合成自身DNA ;32S因为噬菌体的蛋白质外壳(35S)未进入细菌体内,而是以细菌内的32S的氨基酸为原料合成自身蛋白质;DNA是遗传物质。11 (1)该实验没有证明蛋白质不是遗传物质 没有设置对照(或没有排除R型菌自已会变成S型菌) 没有证明DNA引起的变异是可遗传的 (2)第一步:从有荚膜肺炎双球菌中提取蛋白质,用提取的蛋白质培养无荚膜肺炎双球菌。预测结果:无荚膜肺炎双球菌并没有转化成有荚膜肺炎双球菌 第二步:让转化成的有荚膜肺炎双球菌继续繁殖。预测结果:发现有荚膜的性状代代相传单独培养R型菌,结果没有发生变化
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