人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质教案

 [基础对点]

知识点一　肺炎链球菌的转化实验

1.肺炎链球菌转化实验中，发现无致病性的R型和加热致死的有致病性的S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌(　　)

①有致病性的R型　②无致病性的R型　③有致病性的S型　④无致病性的S型

A．①②   B．③④ 

C．②③   D．②④

答案　C

解析　在肺炎链球菌的转化过程中，并不是所有的无致病性的R型细菌都转化成了有致病性的S型细菌，因此在小鼠体内有无致病的R型和有致病的S型两种细菌存在。

2．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述中，正确的是(　　)

A．格里菲思认为加热致死的S型细菌中含有转化因子

B．体内转化实验的实质是S型细菌的DNA可使小鼠死亡

C．艾弗里实验不能证明蛋白质不是遗传物质

D．格里菲思实验遵循对照原则，艾弗里实验不遵循

答案　A

解析　格里菲思实验得出的结论是加热致死的S型细菌中含有转化因子，A正确；格里菲思体内转化实验使小鼠死亡的是S型活菌，而不是S型细菌的DNA，B错误；艾弗里实验根据减法原理控制自变量设置各实验组，能够证明蛋白质不是遗传物质，C错误；格里菲思和艾弗里的实验都遵循了实验设计的对照原则，D错误。

3．将下列混合物加入培养基中，在适宜条件下培养一段时间，只出现表面光滑的一种菌落的是(　　)

A．加热致死的S型菌与R型活菌

B．S型菌的DNA与R型活菌

C．DNA酶处理的S型菌DNA与R型活菌

D．DNA酶处理的R型菌DNA与S型活菌

答案　D

解析　加热致死的S型菌与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，部分R型活菌转化成S型活菌，既有表面光滑的菌落，也有表面粗糙的菌落，A错误；S型菌的DNA与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，部分R型活菌转化成S型活菌，既有表面光滑的菌落，也有表面粗糙的菌落，B错误；DNA酶处理的S型菌DNA与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，不发生转化，只有表面粗糙的菌落，C错误；DNA酶处理的R型菌DNA与S型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，S型活菌繁殖，所以只有表面光滑的菌落，D正确。

4．某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下5个实验：

①S型细菌的细胞提取物＋R型细菌―→注入小鼠

②S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶＋R型细菌―→注入小鼠　③S型细菌的细胞提取物＋RNA酶＋R型细菌―→注入小鼠　④S型细菌的细胞提取物＋酯酶＋R型细菌―→注入小鼠　⑤S型细菌的细胞提取物＋DNA酶＋R型细菌―→注入小鼠

以上5个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)

A．死亡、存活、存活、存活、死亡

B．死亡、存活、死亡、存活、死亡

C．死亡、死亡、死亡、死亡、存活

D．死亡、存活、死亡、存活、存活

答案　C

解析　根据艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结果，①～④组R型细菌可转化为S型细菌，⑤组不能转化，S型细菌具有致病性，小鼠死亡，R型细菌无致病性，小鼠存活，C正确。

知识点二　噬菌体侵染细菌的实验

5.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体蛋白质外壳合成的描述，正确的是(　　)

A．氨基酸原料和酶来自细菌

B．氨基酸原料和酶来自噬菌体

C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体

D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌

答案　A

解析　噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而DNA复制和噬菌体蛋白质外壳合成所需的原料、能量、酶等条件均由细菌提供，A正确。

6．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，获得被标记的噬菌体的方法是(　　)

A．可以用含32P或者35S的培养基直接培养噬菌体

B．可以用同时含32P和35S的培养基培养噬菌体

C．让噬菌体分别去侵染含32P或者35S的大肠杆菌

D．让噬菌体同时侵染含有32P和35S的大肠杆菌

答案　C

解析　噬菌体是病毒，只有在宿主细胞内才能进行增殖，不能用培养基直接培养，需要先分别用含放射性同位素32P或35S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体，这样就可得到DNA含32P标记或蛋白质含35S标记的噬菌体，C正确。

7．用噬菌体去侵染内含32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应该是(　　)

A．全部子代噬菌体DNA   B．子代噬菌体蛋白质外壳

C．子代噬菌体所有部分   D．部分子代噬菌体DNA

答案　A

解析　由于噬菌体DNA的元素组成为C、H、O、N、P，而蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素，噬菌体侵染体内含32P的细菌时，会利用细菌中的原料进行DNA分子的复制和蛋白质的合成，因此子代噬菌体的DNA中都会含有32P，子代噬菌体蛋白质外壳没有放射性。

8．下列有关“噬菌体侵染细菌实验”的叙述，正确的是(　　)

A．实验中搅拌的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒

B．在32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在较强放射性可能是由于保温时间过长

C．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质

D．若用噬菌体侵染3H标记的细菌，离心后可检测到放射性主要分布在上清液中

答案　B

解析　离心的目的是让上清液中析出质量轻的T2噬菌体颗粒，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，所以上清液中不应该出现放射性，若上清液中出现较强的放射性，原因可能是保温时间太长，有部分子代噬菌体释放出来，离心后分布到上清液中，也可能是保温时间过短，部分噬菌体未侵染细菌，B正确；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外面，因此该实验只能说明DNA是噬菌体的遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；噬菌体侵染细菌实验中，离心后上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下大肠杆菌，大肠杆菌具有放射性，因此检测到放射性主要分布在沉淀物中，D错误。

知识点三　DNA是主要的遗传物质

9.如图甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是(　　)

答案　D

解析　图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙侵入植物细胞中的是核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。

10．下列有关生物遗传物质的叙述，不正确的是(　　)

A．病毒的遗传物质是DNA或RNA

B．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA

C．既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA或RNA

D．细胞生物的遗传物质都是DNA

答案　C

解析　病毒只含有1种核酸，含有DNA的病毒遗传物质是DNA，含有RNA的病毒遗传物质是RNA，A正确；只含有RNA一种核酸的生物，其遗传物质一定是RNA，B正确；既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA，C错误；所有细胞生物都含有DNA和RNA，其遗传物质是DNA，D正确。

[能力提升]

11．艾弗里及其同事为了探究S型肺炎链球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎链球菌体外转化实验。下列叙述中有误的是(　　)

A．肺炎链球菌的细胞结构中没有核膜(无成形的细胞核)

B．在培养R型细菌的培养基中添加S型细菌的细胞提取物后，观察发现只有S型细菌菌落

C．该实验的自变量控制的方法为“减法原理”

D．该实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，而蛋白质不是

答案　B

解析　肺炎链球菌属于原核生物，其细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核，A正确；因为S型细菌的DNA能够将R型细菌转化为S型细菌，因此添加S型细菌细胞提取物后，有S型细菌菌落长出，但也有大量没有转化的R型细菌菌落，B错误；艾弗里实验中自变量控制的方法为“减法原理”，C正确；实验结论是DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不能使R型细菌产生稳定遗传变化，即蛋白质不遗传物质，D正确。

12．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是(　　)

A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐

B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组

C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律

D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明噬菌体的DNA是遗传物质

答案　B

解析　从题干中可知，亲代噬菌体已用32P标记，应侵染未被标记的大肠杆菌，图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中不能加入32P，A错误；根据题干中给出的实验目的，是要探究蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，是一个“不知”结果的探究性实验，因此，两组相互对照，都是实验组，B正确；噬菌体和细菌都没有染色体，也没有等位基因，所以都不遵循基因分离定律，C错误；本组实验离心后得到的B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来造成的，对实验结果没有影响，而由于缺少35S标记噬菌体的蛋白质实验作为对照组，则不能证明噬菌体的DNA是遗传物质，D错误。

13．1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。

(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。噬菌体作为实验材料具有____________________________的特点。

(2)通过____________________________________________________的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________________变化。

(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是__________________________________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性__________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明__________________________________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明______________________________，否则细胞外________放射性会增高。

(4)本实验证明病毒遗传物质的复制和传递过程中____________起着重要作用。

答案　(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)

(2)用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌　DNA和蛋白质的位置

(3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　较低　DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌　细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来　32P

(4)DNA

解析　(1)噬菌体属于病毒，病毒是生物界最小的一种非细胞生物，并且结构简单，组成物质中只含有蛋白质和核酸。

(2)赫尔希和蔡斯在实验时，由于噬菌体不能直接生活在培养基中，因此用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌，分别获得被32P和35S标记的噬菌体。其中32P标记噬菌体的DNA,35S标记噬菌体的蛋白质，从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。

(3)搅拌的目的是将噬菌体与细菌分离，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面，留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。

(4)由于DNA进入细菌中并且产生子代噬菌体，因此本实验证明病毒遗传物质复制和传递的过程中DNA起着重要作用。

14．某研究小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验，请你完成相关内容。

(1)实验原理：____________________________________________。

(2)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等渗生理盐水、注射器等。

(3)实验步骤如下，将空白处补充完整。

①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。

②按下表所示配制注射溶液，然后分别注射入小白鼠体内。

③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。

(4)结果预测及结论：

①A、C组发病，B、D组未发病，说明DNA是该病毒的遗传物质；

②__________________，说明_________________________________________

____________。

(5)实验分析：

①________组和________组对照，能说明DNA是否是其遗传物质。

②A组和C组对照，能说明__________________________________________

____________。

③C组和D组在实验对比时起到________作用。

答案　(1)酶具有专一性

(3)②该病毒核酸提取物　该病毒核酸提取物　DNA酶　该病毒核酸提取物

(4)②B、C组发病，A、D组未发病　RNA是该病毒的遗传物质

(5)①B　C　②RNA是否是其遗传物质　③对照

解析　(1)根据酶的专一性，用不同的酶去处理遗传物质，找出可以使遗传物质失去功能的酶，即可以得出该物质的本质。

(3)根据单一变量原则，对照原则和实验原理，A中应加RNA酶和核酸提取物，B中加DNA酶和核酸提取物，C、D为对照实验，应该分别加核酸提取物和生理盐水。

(4)根据可能的情况得出相应的结论。①中结论是DNA是该病毒的遗传物质，②中结论就应该是RNA是其遗传物质，由结论得出实验结果应该是B、C发病，A、D未发病。

(5)根据题意应该用加DNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组，进行对照，判断DNA是否是遗传物质。用加RNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组对照可判断RNA是否是其遗传物质。