（教師用書）2016-2017版高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第1節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)學(xué)案 浙科版必修2

《（教師用書）2016-2017版高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第1節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)學(xué)案 浙科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（教師用書）2016-2017版高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第1節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)學(xué)案 浙科版必修2（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第一節(jié)　核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1．概述噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，體會實驗方法與技術(shù)的多樣性。 2．概述肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，感悟?qū)嶒灥膰?yán)密性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。 3．簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗，認(rèn)同模型法是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法。 噬 菌 體 侵 染 細(xì) 菌 的 實 驗 1．實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法。 2．實驗材料：T2噬菌體，它是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，不能獨立生存，它的頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有一個DNA分子。 3．實驗過程及結(jié)果 (1)被35S標(biāo)記的噬菌體＋細(xì)菌子代噬菌體中沒有35S。 (2)被32P標(biāo)記的噬菌體＋細(xì)菌子代噬

2、菌體中有32P。 4.實驗結(jié)果分析 (1)噬菌體侵染細(xì)菌時，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌細(xì)胞外。 (2)子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳。 5．結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。 探討：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？ 提示：因為噬菌體營寄生生活，只有在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行增殖，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。 探討：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？ 提示：不能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含C和O。不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體，因為放射性檢測儀只能檢測放射

3、性的位置，不能檢測是哪種物質(zhì)發(fā)出的放射性。 探討：噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，沉淀物中含有的物質(zhì)主要是什么？ 提示：被侵染的大腸桿菌。 1．T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程 (1)吸附：用尾部的末端(六根尾絲)吸附在大腸桿菌表面。 (2)注入：釋放出溶菌酶，破壞大腸桿菌的局部細(xì)胞膜，噬菌體DNA通過尾管進(jìn)入大腸桿菌，蛋白質(zhì)外殼留在外面。 (3)復(fù)制、合成：在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，以大腸桿菌體內(nèi)的脫氧核苷酸為原料合成噬菌體DNA，以大腸桿菌體內(nèi)的氨基酸為原料合成噬菌體蛋白質(zhì)外殼。 (4)組裝：一個蛋白質(zhì)外殼裝入一個噬菌體DNA分子，組成一個新的噬菌體。 (5)釋放：大腸桿菌細(xì)胞破裂，

4、釋放出幾十個至幾百個子代噬菌體。 2．上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有少量放射性的原因： ①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，使上清液出現(xiàn)放射性。 ②保溫時間過長，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，也會使上清液出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有少量放射性的原因： 由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量的放射性。 1．右圖表示用同位素32P、35S分別標(biāo)記T

5、2噬菌體的DNA和大腸桿菌的蛋白質(zhì)(氨基酸)，然后進(jìn)行“噬菌體侵染細(xì)菌實驗”，侵染后產(chǎn)生的子代噬菌體(10～1 000個)與親代噬菌體形態(tài)完全相同，而子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)中含有的標(biāo)記元素應(yīng)是(　　) A．31P、32P和35S B．31P、32P和32S C．31P、32P和32S、35S D．32P和32S、35S 【解析】　在T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。并且S元素僅存在于蛋白質(zhì)中，99%的P元素都存在于DNA中。當(dāng)T2噬菌體侵染大腸桿菌時，噬菌體的DNA全部注入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，而其蛋白質(zhì)外殼則留在細(xì)胞外面。T2噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)后，利用細(xì)

6、菌的組成成分，來合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，因此子代噬菌體的DNA都含31P、少數(shù)DNA含32P，所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)都含35S。 【答案】　A 2．科學(xué)家用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，待大腸桿菌解體后，15N(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930018】 A．不出現(xiàn)在T2噬菌體中 B．僅出現(xiàn)在T2噬菌體的DNA中 C．出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼和DNA中 D．僅出現(xiàn)在T2噬菌體的外殼中 【解析】　DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素。噬菌體侵染被15N標(biāo)記的大腸桿菌，合成自身DNA和蛋白質(zhì)的原料都來源于大腸桿菌，因此子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)都含有15N。

7、 【答案】　C 肺 炎 雙 球 菌 轉(zhuǎn) 化 實 驗 1．肺炎雙球菌 　　　　種類 比較項目　　　 S型球菌 R型球菌 菌落 光滑 粗糙 菌體 有莢膜 無莢膜 有無毒性 有毒性 無毒性 2.活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)實驗過程和現(xiàn)象： ①S型活球菌小鼠→死亡。 ②R型活球菌小鼠→存活。 ③加熱殺死的S型球菌小鼠→存活。 ④加熱殺死的S型球菌＋R型活球菌小鼠→死亡。 (2)結(jié)論：加熱殺死的S型球菌有某種物質(zhì)(“轉(zhuǎn)化因子”)能使R型活球菌轉(zhuǎn)化成活的S型球菌。 3．離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)實驗材料：R型菌、S型菌。 (2)實驗過程及結(jié)果：

8、(3)特點：DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高。 (4)實驗結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。 探討：活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗?zāi)芊褡C明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)？為什么？ 提示：不能?；铙w細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗沒有將細(xì)菌中各組分分開，因此，該實驗只能證明S型細(xì)菌體內(nèi)含有轉(zhuǎn)化因子，不能證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。 探討：如果把S型菌的DNA提取出來后，直接注射到小鼠體內(nèi)，能否從小鼠體內(nèi)分離得到S型菌？ 提示：不能，因為S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，前提是S型菌的DNA能與R型菌的DNA發(fā)生重組，直接將S型菌的DNA注入小鼠體內(nèi)，如果小鼠體內(nèi)沒有R型菌，無法轉(zhuǎn)化為S型菌。 探討：請分析活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細(xì)菌轉(zhuǎn)

9、化實驗的關(guān)系。 提示：活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子，但轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)并沒有證明。離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。 1．肺炎雙球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的比較和分析 活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗 培養(yǎng)細(xì)菌 小鼠(體內(nèi)) 培養(yǎng)基(體外) 實驗結(jié)果 加熱殺死的S型球菌能使R型球菌轉(zhuǎn)化為S型球菌 S型球菌的DNA使R型球菌轉(zhuǎn)化為S型球菌 實驗結(jié)論 S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” S型球菌的DNA是遺傳物質(zhì) 聯(lián)系 ①所用材料相同，都是肺炎雙球菌(R型和S型) ②實驗?zāi)康亩际茄芯空l是遺傳物質(zhì) ③活體細(xì)

10、菌轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型球菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA ④兩個轉(zhuǎn)化實驗都遵循對照原則、單一變量原則 2.實驗拓展分析 (1)加熱殺死S型細(xì)菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)活性。 (2)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的實質(zhì)是S型細(xì)菌DNA與R型細(xì)菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細(xì)菌的性狀。 (3)轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 1．已知有莢膜的肺炎雙球菌可引起動物致死性敗血癥，無莢膜的肺炎雙球菌對動物無害。請根據(jù)下列實驗回答：從有莢膜的肺炎雙球菌中提取了DN

11、A、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)，分別加入培養(yǎng)無莢膜細(xì)菌的培養(yǎng)基中，并將培養(yǎng)液注射到小鼠體內(nèi)，其結(jié)果不正確的是(　　) 【解析】　從有莢膜的肺炎雙球菌體內(nèi)提取的物質(zhì)中，只有DNA才能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，使小鼠致死。A、B、C都正確。D中有DNA，但用DNA酶處理DNA分子，就會使DNA分子水解，不會使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，小鼠應(yīng)正常。 【答案】　D 2．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，發(fā)現(xiàn)無毒R型和被加熱殺死的有毒S型細(xì)菌混合后，在小鼠體內(nèi)找到了下列哪些類型的細(xì)菌(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930019】 ①有毒R型?、跓o毒R型?、塾卸維型?、軣o毒S型

12、A．①②　 B．③④ C．②③ D．②④ 【答案】　C 煙 草 花 葉 病 毒 的 感 染 和 重 建 實 驗 1．煙草花葉病毒的組成成分：RNA和蛋白質(zhì)。 2．實驗過程： (1)煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)煙草→煙草不患病。 (2)煙草花葉病毒的RNA煙草→煙草患病。 (3)煙草花葉病毒RNA＋RNA酶煙草→煙草不患病。 (4)TMVA蛋白質(zhì)＋TMVB RNA→ 重建病毒煙草→從煙草中能分離出TMVB后代。 (5)TMVB蛋白質(zhì)＋TMVA RNA→重建病毒煙草→從煙草中能分離出TMVA后代。 3．結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 探討：病毒的遺傳物質(zhì)是否

13、都是RNA? 提示：不一定，如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。 探討：細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA? 提示：細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA。 探討：“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細(xì)菌實驗”能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)嗎？ 提示：不能，“DNA是主要遺傳物質(zhì)”指的是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，而這兩個實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，并不能證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。 1．不同生物的遺傳物質(zhì) 細(xì)胞生物 非細(xì)胞生物 生物類型 真核生物 原核生物 多數(shù)病毒 少數(shù)病毒 實例 真菌、原生生物、所有動植物 細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌等

14、 噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等 HIV、SARS病毒、煙草花葉病毒等 核酸種類 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA 遺傳物質(zhì) DNA DNA DNA RNA 結(jié)果：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 結(jié)論：DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1．科學(xué)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(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(　　) 實驗編號 實驗過程 實驗結(jié)果 病斑類型 病斑中分離出的病毒類型 A a型TMV→感染植物 a型 a型 B b型TMV→感染

15、植物 b型 b型 C 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 D 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 【解析】　煙草花葉病毒是RNA病毒，遺傳特性是由RNA決定的，實驗C組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型TMV的RNA，所以分離出的病毒類型應(yīng)該是b型。 【答案】　C 2．下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的敘述，不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930020】 A．核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)(朊病毒除外) B．絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA C．除少數(shù)病毒外，生物的遺傳物質(zhì)都是DNA D．生物細(xì)胞內(nèi)DNA較多，

16、所以DNA是主要的遺傳物質(zhì) 【解析】　DNA是主要的遺傳物質(zhì)是因為除少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)不是DNA外，其他生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。 【答案】　D 1．關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”的敘述，正確的是(　　) A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進(jìn)行長時間的保溫培養(yǎng) C．用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 【解析】　噬菌體不能用培養(yǎng)基直接進(jìn)行培養(yǎng)；用標(biāo)記的噬菌體侵染

17、未標(biāo)記的大腸桿菌后一定要注意保溫培養(yǎng)時間，否則實驗不能成功；用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，沉淀物存在少量放射性的原因，可能是攪拌不充分使部分噬菌體的外殼附著在細(xì)菌上而進(jìn)入沉淀物中；32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實驗?zāi)苷f明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 【答案】　C 2．在探索遺傳物質(zhì)的過程中，關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實驗，下列敘述正確的是(　　) A．此實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) B．用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體 C．用同位素32P標(biāo)記的一組實驗中，放射性主要分布在試管的上清液中 D．細(xì)菌裂解釋放的噬菌體中，可檢測到32P標(biāo)記的DNA，但檢測

18、不到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì) 【解析】　T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗時，分別用32P標(biāo)記DNA的T2噬菌體和用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)的T2噬菌體進(jìn)行侵染實驗，該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 【答案】　D 3．活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論不正確的是(　　) A．說明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA B．說明了R型活細(xì)菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌 C．說明了R型活細(xì)菌是無毒性的 D．說明了加熱殺死的S型細(xì)菌是無毒性的 【解析】　活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗，不能證明遺傳物質(zhì)是什么，只能證明S型細(xì)菌含有能讓R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子。 【答案】　A 4．科學(xué)家在證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗中，將從S型活菌中提取的DN

19、A用DNA酶進(jìn)行了處理，并將處理后的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型菌生長。設(shè)置本實驗步驟的目的是(　　) A．證明R型菌生長不需要DNA B．與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照 C．補充R型菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì) D．直接證明S型菌DNA不是促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化的因素 【解析】　本實驗中真正的實驗組是S型活菌中提取的DNA與R型菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上有R型菌和S型菌共同生長；為證明DNA的作用，設(shè)置了一系列對照實驗(本題實驗即是其中之一)，以進(jìn)一步證明實驗結(jié)論。 【答案】　B 5．如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細(xì)胞后，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒是(　　) 【解析】　雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質(zhì)，所以子代病毒應(yīng)與病毒乙相同。 【答案】　D 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，只有S型細(xì)菌的DNA才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即轉(zhuǎn)化因子是DNA。 2.T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S元素存在于蛋白質(zhì)中，P元素幾乎全存在于DNA中。 3.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 4.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。 9