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1、 第13課時　DNA是主要的遺傳物質(zhì)(Ⅰ) 1．蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，蛋白質(zhì)具有多樣性的直接原因有：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的數(shù)目、種類和排列順序不同；多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)不同。 2．染色體是由蛋白質(zhì)和DNA組成的，在真核生物的遺傳中起關(guān)鍵作用。 3．核酸是生物體內(nèi)的一種大分子化合物，其單體是核苷酸。一個核苷酸是由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。根據(jù)五碳糖的不同，可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。 4．肺炎雙球菌：肺炎雙球菌(如圖)是一種可以引起人類肺炎和小鼠敗血癥的病原微生物。已知的肺炎雙球菌包括很多不同類型的菌株，但只有光滑型(

2、S型)菌株能引起疾病。S型菌株的細胞外表面有一層膠狀的多糖類物質(zhì)——莢膜， 它們通常不能被宿主的正常防御機制所破壞，因而導(dǎo)致宿主感染。粗糙型(R型)菌株的細胞沒有莢膜包被，對宿主無毒性。光滑型菌株在培養(yǎng)基上形成明亮的光滑菌落，因而得名；粗糙型菌株無莢膜，菌落表面無光澤，顯得粗糙。 探究點一　對遺傳物質(zhì)的早期推測 人們發(fā)現(xiàn)生物的遺傳與染色體密切相關(guān)，染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，究竟哪種成分最可能是遺傳物質(zhì)呢？請結(jié)合下列內(nèi)容分析： 1．20世紀20年代，大多數(shù)科學家認為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)，這是因為蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊含著遺傳信息。 2．完成DNA和蛋

3、白質(zhì)的比較表： 項目 DNA 蛋白質(zhì) 組成元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等 基本單位 四種脫氧核苷酸 20種氨基酸 細胞中的含量 含量較少 含量最多的有機物 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 較穩(wěn)定 易變性 是否有多樣性 有 有 細胞分裂時能否自我復(fù)制 能 不能 3.遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點 (1)在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制，使得前后代具有一定的連續(xù)性。 (2)能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物體的性狀和新陳代謝的過程。 (3)具有多樣性，能儲存大量的遺傳信息。 (4)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在細胞中的含量相對穩(wěn)定，保證物種的遺傳穩(wěn)定性。 結(jié)合前面遺傳物質(zhì)應(yīng)具

4、備的條件判斷：DNA更可能是遺傳物質(zhì)。 歸納提煉 1．對遺傳物質(zhì)的早期推測主導(dǎo)觀點——蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。 2．對DNA的認識： 生物大分子——由許多脫氧核苷酸組成； 基本組成單位——脫氧核苷酸(4種)； 推測：脫氧核苷酸的排列順序可能蘊含著遺傳信息。 活學活用 1．人類探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們?nèi)云毡檎J為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當時人們作出判斷的理由不包括(　　) A．不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異 B．蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān) C．蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制 D．蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以儲存大量遺傳信息

5、探究點二　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 為了證明DNA和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用，格里菲思和艾弗里以肺炎雙球菌為實驗對象，分別做了體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗，請分析實驗過程，歸納實驗結(jié)論。 1．肺炎雙球菌的特點 名稱 有無莢膜 菌體 菌落特點 有無毒性 S型細菌 有 光滑 有 R型細菌 無 粗糙 無 2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 (1)格里菲思的推論：加熱殺死的S型細菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將無毒性的R型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細菌。 (2)已知在80～100 ℃溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會被破壞，但當溫度降低到55 ℃左右時，DNA的結(jié)構(gòu)會

6、恢復(fù)，但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。由此我們可以推斷：加熱殺死的S型細菌中的“轉(zhuǎn)化因子”可能是DNA，而不是蛋白質(zhì)。 3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗 (1)設(shè)計思路：將提純的S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖等物質(zhì)分別加入到培養(yǎng)了R型細菌的培養(yǎng)基中，單獨研究它們各自的功能。 (2)實驗過程及結(jié)果： (3)甲、乙、丙三組實驗對照說明：DNA是轉(zhuǎn)化因子，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。 (4)丁組實驗的目的是什么？ 答案　證實DNA的分解產(chǎn)物不是轉(zhuǎn)化因子，從反面證實了DNA是遺傳物質(zhì)。 歸納提煉 比較格里菲思和艾弗里的實驗 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 實驗者 格里菲思 艾弗里及同事

7、 培養(yǎng)細菌 用小鼠(體內(nèi)) 用培養(yǎng)基(體外) 實驗原則 R型細菌與S型細菌的毒性對照 S型細菌各成分作用的相互對照 實驗結(jié)果 加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 S型細菌的DNA使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 實驗結(jié)論 S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 兩個實驗的聯(lián)系 (1)所用材料相同，都是肺炎雙球菌：R型和S型。 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，體外轉(zhuǎn)化實驗進一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。 (3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則。 (4)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是由于S型細菌的DNA整合到了R型細菌的

8、DNA中，實現(xiàn)了基因的重新組合 活學活用 2．某研究人員模擬肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，進行了以下4個實驗： ①S型細菌的DNA＋DNA酶→加入R型細菌→注射入小鼠 ②R型細菌的DNA＋DNA酶→加入S型細菌→注射入小鼠 ③R型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細菌的DNA→注射入小鼠 ④S型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細菌的DNA→注射入小鼠 (1)以上四個實驗小鼠的存活情況依次是________、______、________、________。 (2)將加熱殺死的S型細菌與R型細菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，則小鼠體內(nèi)S型、R型細菌含量變化情況最可能是

9、下圖中的哪個選項(　　) 1．艾弗里細菌轉(zhuǎn)化實驗中，為了弄明白什么是遺傳物質(zhì)，他設(shè)計了有關(guān)實驗，下列選項所列的實驗過程中，培養(yǎng)基中有光滑菌落產(chǎn)生的是(　　) A．S型菌的蛋白質(zhì)＋R型菌 B．S型菌的多糖＋R型菌 C．S型菌的DNA＋R型菌 D．S型菌的多糖＋S型菌的蛋白質(zhì)＋R型菌 2．1944年，科學家從S型活細菌中提取出DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，將S型細菌的DNA加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的部分R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌；而加入蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的培養(yǎng)基中，R型細菌不能發(fā)生這種變化。這一現(xiàn)象不能說明的是(　　) A．S型細菌的性狀是由其DNA決定

10、的 B．在轉(zhuǎn)化過程中，S型細菌的DNA可能進入到R型細菌細胞中 C．DNA是主要的遺傳物質(zhì) D．DNA是遺傳物質(zhì) 3．S型肺炎雙球菌具有多糖類的莢膜，R型則不具有。下列敘述錯誤的是(　　) A．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具有莢膜的細菌 B．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 C．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 D．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 4．在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，在培養(yǎng)有R型細菌的1、2、3、4四支試管中，依次分別加入從S型活細菌中提取的DN

11、A、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)出現(xiàn)S型活細菌的是(　　) A．3和4 B．1、3和4 C．2、3和4 D．1 5．格里菲思肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗是科學家研究確定遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗。請回答下列問題。 (1)實驗中涉及的S型細菌和R型細菌可以通過觀察培養(yǎng)基上的菌落來區(qū)分，區(qū)分的依據(jù)是________________________________________________________________________ ______________________________________________________________

12、__________。 (2)格里菲思根據(jù)實驗得出的結(jié)論是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)該實驗?zāi)芊褡C明DNA是轉(zhuǎn)化因子？為什么？ _______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌

13、混合后，注射到小鼠體內(nèi)，兩種細菌含量變化如圖所示。從免疫學角度解釋：曲線ab段下降的原因是_____________________________； 曲線bc段上升的原因是___________________________________________________。 基礎(chǔ)過關(guān) 知識點一　對遺傳物質(zhì)的早期推測 1．作為遺傳物質(zhì)，DNA和蛋白質(zhì)相比的優(yōu)勢不包括(　　) A．分子量大 B．能精確地復(fù)制自己 C．結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，一定條件下可變 D．對生物體的性狀和新陳代謝過程有決定作用 2．下列哪一組物質(zhì)的基本組成單位是相同的(　　) A．動物和植物的遺傳物質(zhì) B．

14、動物的肝糖原和抗原 C．人的胰島素和性激素 D．植物的纖維素和維生素 知識點二　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 3. 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型細菌混合后，在小鼠體內(nèi)找到了下列哪些類型的細菌(　　) ①有毒R型?、跓o毒R型?、塾卸維型　④無毒S型 A．①② B．③④ C．②③ D．②④ 4．加熱殺死的S型細菌能促成R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。這個事實能證明(　　) A．S型細菌的蛋白質(zhì)和DNA的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)定 B．S型細菌的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定 C．S型細菌的DNA結(jié)構(gòu)比蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 D．任何條件都不能破壞S型細菌DNA的結(jié)構(gòu) 5．格里菲思用肺炎雙球菌

15、在小鼠身上進行了著名的轉(zhuǎn)化實驗，關(guān)于此實驗的結(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型活細菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細菌 C．說明了R型活細菌是無毒性的 D．說明了加熱殺死的S型細菌是無毒的 6．艾弗里等人為了弄清轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)，進行了一系列的實驗，如圖是他們所做的一組實驗，則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的為(　　) A．實驗一 B．實驗二 C．實驗三 D．實驗一和三 7．在艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗中，用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA并與R型細菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型細菌生長。設(shè)置本實驗步驟的

16、目的是(　　) A．證明R型細菌的生長并不需要S型活細菌的DNA B．用以補充R型細菌生長過程中所需要的營養(yǎng)物質(zhì) C．直接證明S型細菌的DNA不是促進R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的因素 D．與以S型活細菌的DNA與R型細菌混合培養(yǎng)的實驗形成對照 8．下列哪項是艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法或?qū)嶒炘O(shè)計思路(　　) A．雜交實驗法 B．放射性同位素標記法 C．病毒侵染法 D．單獨直接地觀察不同成分的作用 能力提升 9．格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，證實了(　　) ①DNA是遺傳物質(zhì)?、赗NA是遺傳物質(zhì)　③DNA是主要的遺傳物質(zhì)?、艿鞍踪|(zhì)不是遺傳物質(zhì)　⑤莢膜多糖不

17、是遺傳物質(zhì)　⑥D(zhuǎn)NA能產(chǎn)生可遺傳的變異 A．①④⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥ 10．在科學史上許多科學家分別用科學的思想方法取得了重大科技成就，在下列生物領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)中，科學家與其使用的技術(shù)或方法對應(yīng)完全一致的一組是(　　) 科學發(fā)現(xiàn) 科學家 科學家的思想或方法 A 基因在染色體上 薩頓 假說—演繹法 B 遺傳的基本規(guī)律 孟德爾 假說—演繹法 C 光合作用中O2的來源 卡爾文 同位素標記HO D DNA是遺傳物質(zhì) 艾弗里 35S標記細菌的蛋白質(zhì) 11．在肺炎雙球菌感染小鼠的實驗中，下列實驗結(jié)果不正確的是(　　) A．注射R

18、型細菌后，小鼠不死亡 B．注射S型細菌后，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)能分離出活的S型細菌 C．注射R型細菌及熱處理的S型細菌后，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)只能分離出活的S型細菌 D．注射S型細菌及熱處理的R型細菌后，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)只能分離出活的S型細菌 12．證明DNA是遺傳物質(zhì)的第一個實驗證據(jù)是肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，肺炎雙球菌有兩種類型，無莢膜(R型)細菌不能使小鼠發(fā)??；有莢膜(S型)細菌使小鼠得敗血癥而死亡。下列哪一項敘述不能證明DNA是遺傳物質(zhì)(　　) A．用S型活細菌給小鼠注射，小鼠死亡；用R型活細菌給小鼠注射，小鼠不死亡 B．用S型細菌的DNA與R型活細菌混合注射，小鼠死亡

19、C．加熱殺死S型細菌并與R型活細菌混合注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡 D．用DNA酶處理S型細菌的DNA后與R型細菌混合注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡 13．艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結(jié)果如下表。從表可知(　　) 實驗組號 接種菌型 加入S型細菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R 蛋白質(zhì) R型 ② R 莢膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(經(jīng)DNA酶處理) R型 A.①不能證明S型細菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B．②說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說明S型細菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D．①～④說明DNA是主要的遺傳物

20、質(zhì) 14．如圖甲為肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中的部分圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)該實驗是________(填人名)所做的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗圖解。 (2)該實驗是在________________(填人名)的實驗基礎(chǔ)上進行的。 (3)在對R型細菌進行培養(yǎng)之前，必須首先進行的工作是分離、提純S型細菌的________、________、________等物質(zhì)。 (4)依據(jù)上面圖解的實驗，可以作出________________的假設(shè)。 (5)為驗證上面的假設(shè)，設(shè)計了如圖乙所示的實驗： 在該實驗中加入DNA酶，觀察到的實驗現(xiàn)象是培養(yǎng)基只長出________________。

21、 (6)通過上面兩步實驗，仍然不能說明______________、________________不是遺傳物質(zhì)，為此設(shè)計了如圖丙所示的實驗： 據(jù)此觀察到的實驗現(xiàn)象是培養(yǎng)基上________________，該實驗?zāi)軌蛘f明_______________。 15．某同學通過對肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的學習認識到：R型細菌能轉(zhuǎn)化為S型細菌的原因是在S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”——DNA。那么，S型細菌能轉(zhuǎn)化為R型細菌嗎？如果能，則 R型細菌體內(nèi)的“轉(zhuǎn)化因子”也是DNA嗎？他設(shè)計了兩個模擬格里菲思和艾弗里的實驗來探究這個問題。 材料：肺炎雙球菌兩品系(S型細菌若干、R型細菌若干)、小鼠若干、固體

22、培養(yǎng)基、蒸餾水。 儀器：培養(yǎng)皿若干、一次性注射器若干、細菌分離設(shè)備(可將細菌的各種物質(zhì)分離開來)、酒精燈、試管等。 實驗一：探究R型細菌體內(nèi)是否有“轉(zhuǎn)化因子”。 (1)實驗步驟及結(jié)果： ①將R型細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠正常。 ②將S型細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠致病死亡。 ③將加熱殺死后的R型細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠正常。 ④將活的S型細菌和加熱殺死后的R型細菌混合后注入小鼠體內(nèi)，小鼠致病死亡。 (2)實驗結(jié)論：S型細菌未轉(zhuǎn)化為R型細菌，R型細菌體內(nèi)沒有 “轉(zhuǎn)化因子”。 該同學的實驗結(jié)論證據(jù)充足嗎？________。如不充足，應(yīng)補充什么實驗步驟才能得出正確結(jié)論？____________

23、____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 假設(shè)通過上述補充實驗觀察到了S型細菌轉(zhuǎn)化為R型細菌的現(xiàn)象，他又模擬艾弗里的實驗來探究R型細菌體內(nèi)的“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)。 實驗二：探究“轉(zhuǎn)化因子”的化學本質(zhì)。 (1)實驗原理(設(shè)計思路)：___________________________________________________ _____________

24、___________________________________________________________。 (2)實驗步驟： ①將R型細菌分離后得到它的DNA、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)。 ②將等量的培養(yǎng)基分裝于A、B、C、D四個培養(yǎng)皿中，在A中接種活的S型細菌和R型細菌的DNA，在B中接種活的S型細菌和R型細菌的蛋白質(zhì)，在C中接種活的S型細菌和R型細菌的多糖，在D中接種活的S型細菌和R型細菌的脂質(zhì)，將A、B、C、D四個培養(yǎng)皿放入25 ℃恒溫箱中培養(yǎng)，一天后觀察培養(yǎng)皿中的菌落特征。 (3)實驗結(jié)果：A中出現(xiàn)了光滑型和粗糙型菌落，B、C和D中只出現(xiàn)了光滑型菌落。 (4)實驗結(jié)論：

25、R型細菌的“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。 我們認為該同學獲取實驗結(jié)論的證據(jù)尚不夠充分，請補充增強結(jié)論可靠性的實驗： ________________________________________________________。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375