高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质课时作业

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质课时作业，共9页。试卷主要包含了噬菌体侵染细菌实验的原理和过程等内容，欢迎下载使用。
第3章　基因的本质第1节　DNA是主要的遗传物质（导学案）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。1．20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子，且氨基酸＿＿＿＿的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的＿＿＿＿。到了20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括＿＿＿＿、碱基和＿＿＿＿。组成DNA的脱氧核苷酸有＿＿种，每一种有一个特定的＿＿＿＿。2．1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究＿＿＿＿＿＿＿＿的致病情况。他用两种不同类型的肺炎链球菌感染小鼠。一种类型的菌体有多糖类的＿＿＿＿，在培养基上形成的菌落表面光滑，叫作＿＿型细菌。S型细菌有致病性，可使人和小鼠患＿＿＿＿，小鼠并发败血症死亡。另一种类型的菌体＿＿＿＿多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，叫作＿＿型细菌。R型细菌不会使人或小鼠患病，因此无致病性。从第四组实验的小鼠尸体中分离出的有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的＿＿型细菌。由此可以推断：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——＿＿＿＿。3．20世纪40年代，艾弗里和他的同事将加热致死的＿＿＿型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有＿＿型活细菌的培养基中，结果出现了＿＿＿型活细菌。然后，他们对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行＿＿＿实验，结果表明分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性；用＿＿＿＿处理后，细胞提取物就失去了转化活性。实验表明，细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是＿＿＿＿。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论：＿＿＿＿才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。4．1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以＿＿＿＿为实验材料，利用＿＿＿＿＿＿技术，完成了另一个有说服力的实验。T2噬菌体是一种专门寄生在＿＿＿＿体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由＿＿＿＿构成的，头部含有＿＿＿＿。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用＿＿＿＿＿＿＿＿来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌＿＿＿，释放出大量的噬菌体。5．赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到＿＿＿＿含有35S标记或＿＿＿＿含有32P标记的噬菌体。然后，用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染＿＿＿＿的大肠杆菌，经过短时间的＿＿＿＿后，用搅拌器搅拌、＿＿＿＿。搅拌的目的是使＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿分离，离心的目的是让＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，而离心管的沉淀物中留下＿＿＿＿＿＿＿＿。离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：用35S标记的一组侵染实验，放射性同位素主要分布在＿＿＿＿中；用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在离心管的＿＿＿＿中。赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，＿＿＿＿进入细菌的细胞中，而＿＿＿＿仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的＿＿＿＿遗传的。＿＿＿＿才是噬菌体的遗传物质。6．后来的研究证明，遗传物质除DNA外，还有＿＿＿＿。有些病毒不含有DNA，只含有＿＿＿＿，如烟草花叶病毒。从烟草花叶病毒中提取的蛋白质，＿＿＿＿使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取的RNA，＿＿＿＿使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，＿＿＿＿是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是＿＿＿＿＿＿。一、肺炎双球菌转化实验1．肺炎双球菌转化实验分析：（1）格里菲思的转化实验中对照组是＿＿＿＿，操作分别是＿＿＿＿，实验组是＿＿＿＿＿＿＿＿，操作是＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）在艾弗里第一组（S型细菌DNA和R型活细菌混合培养）实验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）艾弗里实验第三组，设计了R型细菌与S型细菌DNA加DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）从对照实验设计角度分析，艾弗里实验的单一变量是＿＿＿＿＿＿＿，将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是＿＿＿＿＿＿＿＿。（5）在肺炎双球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是＿＿＿＿。2．分析下图所示的艾弗里实验，思考问题： 　　　　　　　（1）在杀死的S型细菌中含有的物质有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）艾弗里及同事的设计思路中最关键的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）该实验能得到的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）该实验是否很完美，有没有缺点？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【答案】 1．（1）第一组至第三组　　分别向健康小鼠体内注射R型活细菌、S型活细菌以及加热杀死的S型细菌　　第四组　　向健康小鼠体内注射R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合液　　（2）没有　　大多后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌　　（3）DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质　　（4）向R型细菌培养基中加入从S型细菌提取的不同物质　　进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质，的干扰　　（5）将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开，单独地、直接地观察每种物质的作用2．（1）多糖、脂类、蛋白质和DNA等　　（2）设法把DNA和蛋白质等分开，单独地、直接地去观察它们的作用　　（3）DNA是转化因子，即DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质　　（4）有，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，有人对实验结论表示怀疑二、噬菌体侵染细菌实验1．下图所示为T2噬菌体的结构，请分析回答： 　　　　　　　　（1）T2噬菌体结构简单，只有＿＿＿＿＿＿＿，且能实现两者的分离。（2）选用T2噬菌体作实验材料，有何优点？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）怎样才能让噬菌体的蛋白质和DNA上被相应的同位素标记？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）为什么不能直接用35S和32P普通培养基培养噬菌体？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。2．下图为赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌实验过程，请分析回答下列问题： 　　　　　　（1）该实验中，＿＿用14C和18O标记噬菌体，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）＿＿＿用32P和35S同时标记噬菌体，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（3）实验中搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（4）实验中离心的目的是＿＿＿＿＿，离心管中的上清液和沉淀物中分别是＿＿＿＿＿＿。（5）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也很高，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（6）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也很高，可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【答案】1．（1）DNA和蛋白质　　（2）T2噬菌体的DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠　　（3）先用含放射性同位素的培养基培养细菌，得到带有标记的细菌；再用带有标记的细菌培养噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记　　（4）病毒没有细胞结构，专营寄生生活，不能在培养基中存活2．（1）不能　　因为DNA和蛋白质中都含有C和O元素　　（2）不能　　这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用　　（3）使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　　（4）让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒　　被感染的大肠杆菌　　（5）搅拌不充分，有少量35S的噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中　　（6）保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。三、生物的遗传物质1．分析下列有关遗传物质种类的问题：（1）人、噬菌体及大肠杆菌的遗传物质分别是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。（2）下列所示的生物，其遗传物质的种类是什么？＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有＿＿＿种，分别是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。【答案】1．（1）DNA　　DNA　　DNA　　（2）在没有DNA的病毒体内，其遗传物质是RNA　　（3）6　　磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基1．肺炎双球菌转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是（　　）A．荚膜多糖       B．蛋白质   C．R型细菌的DNA      D．S型细菌的DNA2．格里菲思研究肺炎双球菌时，用了两种类型的双球菌――有荚膜菌和无荚膜菌．下列关于两种类型肺炎双球菌的叙述中，不正确的是（　　）A．两种双球菌都能引起小鼠患肺炎而死亡B．无荚膜菌不能引起鼠死亡，有荚膜菌导致鼠死亡C．两种肺炎双球菌的遗传物质都是DNAD．在培养基上培养时无荚膜菌形成的菌落表面粗糙3．在T2噬菌体侵染细菌的实验中，下列有关叙述正确的是（　　）A．子代噬菌体DNA合成所需的原料来自亲代噬菌体B．催化子代噬菌体蛋白质合成的酶来自亲代噬菌体C．亲代噬菌体的DNA进入了大肠杆菌D．子代噬菌体的蛋白质的合成模板是亲代噬菌体的蛋白质外壳4．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。该实验32P标记的部位图是图中的（    ） 　　　　　　　　　　A．③   B．②     C．①和②     D．①5．关于遗传物质的叙述，正确的是（　　）①肺炎双球菌的转化实验证明DNA是主要遗传物质②大肠杆菌的遗传物质是RNA③DNA是主要的遗传物质④病毒的遗传物质是DNA和RNA⑤水稻的遗传物质是DNAA．①②④    B．③⑤     C．③④⑤   D．①③⑤6．下列关于探索DNA 是遗传物质的实验，叙述正确的是（　　）A．格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状B．艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记7．为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示： 下列叙述正确的是（　　）A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA8．用放射性32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质并分别侵染大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后检测离心管中物质的放射性，甲管的上清液（a1）放射性远高于沉淀物（b1）；乙管中上清液（a2）放射性远低于沉淀物（b₂）。下列分析不正确的是（    ）A．甲管中a1的放射性来自噬菌体的蛋白质，乙管中b2的放射性来自噬菌体的DNAB．若搅拌不充分，乙管的b2中放射性可能会降低C．若搅拌不充分，甲管的b1中可能出现较大的放射性D．若保温时间过长，乙管的a₂中可能出现较大的放射性1．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能处理方法直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质②说明了遗传物质可发生可遗传的变异①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制（1）培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。（2）DNA和蛋白质都含有H和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。2．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析（1）32P噬菌体侵染大肠杆菌： 　　　　　（2）35S噬菌体侵染大肠杆菌： 　　　　　　3．子代噬菌体的组成物质来源分析（1）从蛋白质外壳方面分析：由寄主细胞提供原料氨基酸，在寄主细胞的核糖体上合成，与亲代噬菌体的蛋白质外壳无关。（2）从DNA方面分析：由亲代噬菌体提供模板，利用寄主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式，合成子代噬菌体的DNA。（3）从子代噬菌体方面分析：释放的众多子代噬菌体中，只有少数含有亲代噬菌体DNA的单链，其余子代噬菌体的DNA均由寄主细胞提供原料合成，不含亲代噬菌体的DNA。【答案】1．D2．A3．C4．B5．B6．C7．C8．B