DNA是主要遗传物质1答案(精选7篇)
022 DNA
是主要的遗传物质
1【命题趋势】DNA是遗传物质的两个经典实验,多以选择题的形式出现。
【课本基础要点】
一、肺炎双球菌转化实验 1.格里菲思体内转化实验
(1)材料:型(有毒)和_______型肺炎双球菌、小鼠。(2)原理:______型细菌使小鼠患败血病而死亡。(3)过程
①活的无毒性的R型细菌老鼠→②活的有毒性的S型细菌老鼠→③被加热杀死的S型细菌
老鼠→
④活的R型细菌 + 死的S型细菌
老鼠→→
(4)结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“________”。[判一判](1)格里菲思实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质()(2)S型细菌和动物肝脏都能合成多糖
()
(3)(d)组死亡的小鼠中提取到的细菌全部是S型细菌
()
2.艾弗里体外转化实验
(1)原理:对S型细菌的成分提取、分离、鉴定,并与____________混合培养,以观察各成分的作用。(2)
过程
(3)结论:R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是转化因子,是遗传物质。[练一练1]
1.已知有荚膜的肺炎双球菌引起动物致死性肺炎,无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。请据下列实验回答:从有荚膜的肺炎双球菌中提取出了DNA、蛋白质、多糖等物质,分别加入培养无荚膜细菌的培养基中,并将培养液注射到小鼠体内,其结果不正确的是()
2.科学家艾弗里从S型活细菌中提取出DNA.蛋白质、多糖、脂质等物质,分别加入培养R型细菌的培养基中,实验结果证明了细菌的转化因子是DNA,为使实验结论更加严密,他设计了一个对照实验:在S型细菌提取出的DNA中加入某种酶处理后,再加入培养R型细菌的培养基中,加入的酶和实验结果分别是()
A.DNA限制性内切酶转化 B.DNA连接酶转化C.转录酶不转化D.DNA酶不转化
二、噬菌体侵染细菌的实验
1.原理:T2噬菌体以自己的______为模板,利用______体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。
2.方法:___________________,用_____标记一部分噬菌体的蛋白质,用_____标记另一部分噬菌体的DNA。3.材料——T2噬菌体
1T2噬菌体的核酸为, 存在于,尾部及头部 外侧为。
2T
2噬菌体的生活方式是
,宿主细胞为
,能/不能在培养 基上繁殖。
4.过程
保温的目的:搅拌的目的:离心的目的:
5.结论:在噬菌体中,保证亲代与子代之间具有连续性的物质是__________,即DNA是遗传物质。[想一想] 能不能说噬菌体侵染细菌的实验证明的DNA是主要遗传物质?为什么?
。[比一比] 与艾弗里实验比较,两者共同的实验设计思路是什么?
。注意 ①必须分两组分别标记进行实验,不能同时对噬菌体既标记35S又标记32P。②该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。③噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位:
④该实验不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质外壳留在外面,其作用不能证明。
[练一练2]
1.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是()
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
2.(高考真题)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4个步骤:①培养噬菌体; ②35S和32P标记噬菌体;③放射性检测; ④离心分离。实验步骤的先后顺序为()A.①②③④
B.④②①③C.②①④③
D.②①③④
3.(2011·江苏卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是
()
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养 C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D.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 [课后作业]
()1.
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子D.①~④说明DNA是主要的遗传物质()2.噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中,不正确的是 A.该实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
B.侵染过程的“合成”阶段,噬菌体 DNA作为模板,而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供 C.为确认何种物质注入细菌体内,可用32P、35S分别标记噬菌体的 DNA和蛋白质
D.若用32P对噬菌体双链DNA标记,再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次,则含32P的DNA应占子代DNA总数的 1/2n-
()3.如果用
5N、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35SB.可在DNA中找到15N和32P C.可在外壳中找到15ND.可在DNA中找到15N、32P、35S()4.格里菲思的肺炎双球菌转化实验的结果为
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()5.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了
①DNA是遗传物质 ②RNA是遗传物质 ③DNA是主要的遗传物质 ④蛋白质和多糖不是遗传物质 ⑤S型细菌的性状是由DNA决定的 ⑥在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞 A.①④⑤⑥
B.②④⑤⑥C.②③⑤⑥
D.③④⑤⑥
()6.噬菌体在增殖过程中利用的模板和原料的提供者分别是
A.都是噬菌体B.噬菌体和细菌C.都是细菌D.细菌和噬菌体
()7.在“噬菌体侵染细菌”的实验中,如果放射性同位素主要分布在离心管的上清液中,则获得侵染噬菌体的方法是
A.用含3
5S的培养基直接培养噬菌体B.用含
32P的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体C.用含32
P的培养基直接培养噬菌体D.用含35
S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体()8.用噬菌体去感染内含大量3
H的细菌,待细菌解体后,3
H应
A.随细菌的解体而消失B.仅发现于噬菌体的DNA中 C.发现于噬菌体的外壳和DNA中D.仅发现于噬菌体的外壳中
()8.(2010·海南卷,13)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,A.1、3B.
1、4C.
2、3D.
2、4()9.将某噬菌体的外壳用3
5S标记,DNA用
32P标记。细菌用15
N进行标记,将该噬菌体侵染细菌。在噬菌体大量增殖后,任意抽查某一个噬菌体,则该噬菌体
A.不含35
S,可能含32
P,含15
NB.含35
S,含32
P,可能含15
N C.不含35S,不含32
P,含15
ND.不含35
S
()10.(2013新课标卷II)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是
①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验
A.①②B.②③C.③④D.④⑤()11.(2013海南卷)关于T2噬菌体的叙述,正确的是
A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖()12(2012江苏卷)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述正确的是
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
()13.(2012重庆卷)2.针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注,下列有关噬菌体的叙述,正确的是
A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解 14.某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时,分别用放射性同位素做了如下标记,产生的100个子代噬菌体与(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的和元素
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素,由此说明。子代噬菌体的蛋白质中都有元素,这是因为。(3)此实验证明了。
7、(1)PP(2)S蛋白质外壳没有进入细菌S
合成子代噬菌体的原料为细菌中的氨基酸
(3)噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳留在外面,DNA进入细菌,以细菌中的氨基酸合成蛋白质,以脱氧核苷酸合成DNA,DNA是遗传物质
《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修二第三章第一节内容。本节内容通过实验分析DNA是遗传物质, 让学生理解并总结遗传物质的特征, 以及通过对实验的分析, 引导学生体验科学研究的思路和方法, 运用对比方法比较两个实验的优点和不足, 学习科学家严谨的科学态度, 从而提高学生学习的自觉性和主动性。学好这部分内容对于学生通过实验的方法理解DNA是遗传物质的直接证据, 同时也为学好基因表达部分打下了基础。
二、教学目标
1. 知识目标
(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。
2. 能力目标
培养观察、分析、比较和总结的能力, 合作探究和表达交流能力。
3. 情感、态度与价值观目标
(1) 认同实验的方法在建立科学理论过程中所起的重要作用。
(2) 认识合作在科学研究中的重要性。
(3) 认同人类对科学的认识是不断深化和完善的过程。
三、教学重点、难点
1. 教学重点
(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。
2. 教学难点
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
四、学情分析
高二学生有较强的自主学习能力, 并积累了一定的关于DNA的生物学知识。学生乐于采用自主探究的学习方法改变了原有的传统学习方式和地位。通过对实验的介绍和分析, 让学生亲身体验科学的研究思路和方法。联系学生有关的化学知识, 使知识化难为易, 化抽象为具体, 使学生学会并体会到学习的乐趣, 具有成就感, 进一步激发学习的兴趣和信心。
五、教学方法和策略
课时安排:一课时。
1. 达到情感、态度和价值观目标“认识人类学习或自身学习的重要性”
通过“问题探讨”创设问题情境, 激发学生探究学习的兴趣, 理解遗传物质的特点以及对生物的生存至关重要, 联想到人类在探索科学真理的过程中不断地学习进步。
2. 达到“运用实验的方法, 探究DNA是遗传物质”目标, 以及情感、态度与价值观目标“探究学习和合作学习的意识, 鼓励创新”
安排学生分组阅读、讨论课本中的两个实验, 鼓励学生提出问题进行讨论, 让学生分析“谁在转化实验中起作用”, “如果DNA的纯度不够, 我们如何设计实验”。引导学生找到两个实验的共同点从而突破难点。
六、教学准备
教师:多媒体以声音、图像等多种形式强化对学生感观的刺激, 可以极大提高学生的学习兴趣, 特别是本节课教学内容理论性强, 抽象复杂, 课堂上充分利用多媒体辅助教学, 可以增强教学的直观性和形象性, 从而完成教学目标。
学生:提前预习本节内容, 分组讨论实验要点。
七、教学过程
1. 创设情境, 提出问题
《吕氏春秋》记载“夫种麦而得麦, 种稷而得稷, 人不怪也”;提出问题:到底是什么物质在起作用?遗传物质到底是什么呢?让学生讨论DNA和蛋白质都有可能是遗传物质。在教师的引导下用实验的方法提取证据。
2. 分析讨论实验资料得出结论
肺炎双球菌的转化实验:
让学生分组阅读和观看肺炎双球菌的转化实验动画, 明确四组实验中只有S型细菌才能杀死小鼠。提出疑问:为什么加热杀死的S型细菌还能使活的R型细菌转化为S型活细菌?请学生分析, 思考、讨论相关的问题。
学生交流总结出:在加热杀死的S型细菌中必然含有转化因子。
进一步激发学生疑问:转化因子到底是什么物质?怎样通过实验来证明?学生交流提出:把S型细菌的多糖、脂质、DNA、DNA水解物等提纯出来分别加到R型细菌里去, 然后观察有没有S型细菌。
噬菌体侵染细菌的实验:
教师:艾弗里的实验DNA提取中还含有少量的蛋白质, 我们需要一个更具有说服力的实验。然后介绍T2噬菌体结构特点、寄生方式及同位素示踪技术。
学生根据课文提供资料分组讨论以下问题:
为什么要分别培养含有35S和32P的大肠杆菌?
为什么用含35S和32P的噬菌体分别去感染没有被标记的大肠杆菌?如果噬菌体既含有35S又含有32P?再去感染大肠杆菌会怎么样?
为什么不同标记的噬菌体去侵染大肠杆菌后得到的放射性同位素分不同?
为什么选择35S标记蛋白质、32P标记DNA?
教师:组织学生对实验目的和结论在全班进行表述交流。对学生的探究活动做出评价。
3. 知识的总结和拓展
教师组织学生进行讨论以下两个问题并得出结论:
(1) 这两个实验方法不同, 但却有个最关键的实际思路, 是什么?
(2) 用细菌或病毒做实验有哪些优点?
最后教师讲述:研究证明, 还有些病毒RNA是遗传物质, 但绝大多数生物的遗传物质是DNA。
八、教学反思和评价
1.知识目标
(1)能分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程,得出DNA是遗传物质的结论。
(2)通过探究烟草花叶病毒的遗传物质,能得出RNA也是遗传物质的结论。
(3)利用所学知识,能分析得出DNA是主要遗传物质的结论。
2.能力目标
(1)通过经典实验的分析,提高了设计实验、分析实验的能力。
(2)小组讨论发言,培养了学生逻辑思维能力和语言表达能力。
3.情感目标
(1)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。
(2)学习科学家们严谨的科学态度和不懈追求真理的精神。
【教学重点及难点】
“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”的实验原理和过程。
【教学方法】
引导探究式教学、多媒体辅助教学。
【教学过程】
引入:有丝分裂中子代细胞与亲代细胞染色体数目相同,减数分裂和受精作用使上下代生物体细胞染色体数目恒定。染色体主要由DNA和蛋白质组成,这两种物质中,谁是遗传物质呢?【设置目的:创设情境,引发学生思考,导入新内容】
一、肺炎双球菌转化实验
1.格里菲思的实验
格里菲思用两种类型的肺炎双球菌去感染小鼠。肺炎双球菌的类型是:
R型细菌:菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒性。
S型细菌:菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒性。
实验过程:
①注射R型活细菌→小鼠→小鼠不死亡
②注射S型活细菌→小鼠→小鼠死亡
③注射热杀死S型细菌→小鼠→小鼠不死亡
④R型活细菌+热杀死S型细菌→小鼠→小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
①②③④的实验结论是什么呢?请同学们思考、讨论。
【设置目的:提高学生分析问题、解决问题的能力;培养合作精神;提高语言表达能力】
①④对照说明 R型活细菌转化为S型活细菌与热杀死S型细菌有关,因此,实验结论是:热杀死S型细菌中必然含有某種促成这一转化的活性物质——“转化因子”。
转化因子究竟是什么物质呢?艾弗里及其同事进行了如下实验:
2.艾弗里的实验
①S型菌的DNA→R型菌→R型菌、S型菌
②S型菌的蛋白质→R型菌→R型菌
③S型菌的多糖→R型菌→R型菌
④S型菌的DNA+DNA酶→R型菌→R型菌
此实验结论是什么?与格里菲思实验结论相同吗?第一组实验所获两种肺炎双球菌中哪种多?【设置目的:激发学生思维,对易混知识点能准确地把握】
实验结论:DNA是遗传物质。
由于艾弗里提取的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,仍有人对实验结论表示怀疑。赫尔希和蔡斯利用放射性同位素对T2噬菌体进行标记,完成了更具说服力的实验。
二、噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。外壳由蛋白质构成,头内含有DNA。其蛋白质元素为:C、H、O、N、S,DNA元素为:C、H、O、N、P。对蛋白质进行35S标记,对DNA进行32P标记就可将两者彻底分开,研究谁是遗传物质。实验过程:
35S标记的噬菌体→35S标记的噬菌体→搅拌、离心→上清液放射性很高
与细菌混合并短时间保温 沉淀
(沉淀中细菌裂解,新噬菌体没有35S)
32P标记的噬菌体→32P标记的噬菌体→搅拌、离心→上清液
与细菌混合并短时间保温 沉淀中放射性很高
(沉淀中细菌裂解,新噬菌体有32P)
该实验说明32P标记的DNA进入到细菌中,并在亲子代噬菌体中保持了连续性,而35S标记的蛋白质未进入细菌,在亲子代噬菌体中无连续性,证明了DNA是遗传物质。
请各小组合作解决以下问题:
问题一:如何获得35S标记的噬菌体和32P标记的噬菌体呢?
问题二:如果35S标记的噬菌体与细菌混合后,搅拌器搅拌不充分会得到什么实验现象?
问题三:如果32P标记的噬菌体与细菌混合后保温时间过短或过长会得到什么实验现象?【设置目的:提高分析问题、解决问题的能力;对实验中出现的问题能进行分析】
总结:
1.在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌(为噬菌体提供寄主),再用上述大肠杆菌培养噬菌体
2.35S标记的噬菌体与细菌混合后搅拌不充分,噬菌体外壳可随细菌进入沉淀,在沉淀中检测到35S
3.32P标记的噬菌体与细菌混合后保温时间过短,部分32P标记的噬菌体未侵染细菌,离心后进入上清液,在上清液检测到32P;保温时间过长,子代噬菌体从细菌中释放出来,进入上清液,在上清液也能检测到32P
肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验思路有没有共同点呢?
实验思路都是将DNA与蛋白质等分开,单独、直接地观察它们的作用。
烟草花叶病毒体内并没有DNA,而是仅含有RNA和蛋白质,那么谁是遗传物质?
RNA是遗传物质,所以说DNA是主要的遗传物质。
总结梳理:本节课主要学习了两个经典实验:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,证明了DNA是遗传物质。烟草花叶病毒感染烟草实验,证明了RNA是遗传物质。得出结论:DNA是主要的遗传物质。
【课后反思】
本节课的教学既要体现新课程的理念,又要落实知识,理顺章节关系与学生的认知逻辑关系,在教学实施过程中有一定的难度。
在教学指导思想上,以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、会话等学习环境,充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识意义建构的目的。
在教学方法的设计,上本节课我主要采用支架式的建构主义的教学方法,充分结合教材特点和学生实际,根据本节课的知识特点,先建立知识框架,在教师情景创设的引导下,通过介绍科学家的实验(格里菲思、艾弗里肺炎双球菌转化实验以及噬菌体侵染细菌的实验),引导学生思考和分析问题,再通过小组间的协商、讨论,以及从自己设计的实验来验证自己的推测,增强学生学习的兴趣和自信心,并让学生掌握实验设计的一般步骤和培养其科学精神。
在学法设计上,让学生用探索法、发现法去建构知识,用书本上了解的经典实验的原理及过程转化为自己设计实验的基础,并寻求答案。指导学生探索遗传物质是DNA而不是蛋白质,培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力。
本节课的教学目标主要包括三个方面,第一是知识目标,要求学生了解肺炎双球菌的转化实验及噬菌体侵染细菌的过程,然后通过归纳和比较理解DNA是主要的遗传物质;第二是能力目标,引导学生了解科学研究的一般方法,培养、学生分析、思考、探究的能力,以及初步学会实验设计的思路及过程;第三是情感目标,主要要求学生学习科学家刻苦专研,勤于思考,锲而不舍,坚韧不拔的精神,其次让学生在课堂上通过发现问题,探索奥秘,发表见解,能提高对自我价值的认识,并感到学习成功带来的快乐。
上完这节课后,学生的学习情况是令人满意的,达到了我的预期目的。在某些方面还达到了另人意想不到的效果,值得我在今后的教学中认真借鉴。
1、只要教师充分创设问题情景,不管学生学习能力的高低,都能参与到学习中来,我觉得这是提高课堂教学质量的.关键。比如开始我就创设情景:假如我们都回到19世纪末,已经了解在减数分裂、有丝分裂及受精过程染色体是稳定有规律变化的,又知道染色体由DNA和蛋白质构成,那到底哪种物质是遗传物质呢?请大家提供一个思路。这个情景创设充分调动了学生的兴趣,大家积极踊跃举手发言,课堂气氛十分活跃。
2、在学科教育中进行德育渗透,情感教育,只要不是简单的说教,而是潜移默化,学生普遍都能接受,并能起到较好的效果。在讲完格里菲思和艾弗里两位科学家前后经过几十年的肺炎双球菌转化实验后,请同学总结一个伟大的科学发现或者要进行科学研究需要具有什么样的精神时,大家各抒己见,气氛热烈,从聪明的头脑说到锲而不舍的精神,在潜移默化中同学们深受教育。
3、要培养学生实验设计能力和科学研究的能力和方法,必须在每节课的教学实践中进行贯彻和培养。这节课在研究了格里菲思的小鼠实验后,我请大家设计一个实验证明DNA是主要的遗传物质。学生充分开动脑筋,根据前面提供的思路,设计出不同的实验方案,我再让其与艾弗里实验进行对比,大大开阔了学生的视野,提高了其实验设计能力。
1.(2020·江苏,20)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是()
A.卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
C.梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制
D.温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
2.(2019·海南,21)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是()
A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1
B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C.加热X死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性
3.(2020·浙江7月选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是()
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
4.(2020·浙江1月选考)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析错误的是()
A.甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的上清液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体
5.(2019·江苏,3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是()
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
6.(2017·全国Ⅱ,2)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是()
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
7.在遗传物质的研究过程中,最具有代表性的有格里菲思、艾弗里、蔡斯和赫尔希等人所做的经典实验,下列相关叙述不正确的是()
A.格里菲思的实验结论是S型细菌体内有“转化因子”,理由是DNA是亲子代之间保持连续的物质
B.艾弗里的实验结论是DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质,理由是只有DNA才能使R型细菌转化为S型细菌
C.蔡斯和赫尔希实验结论是DNA是遗传物质,理由是DNA是亲子代之间保持连续的物质,并且还指导了蛋白质的合成D.科学研究表明,DNA是主要的遗传物质,理由是绝大多数生物的遗传物质是DNA
8.(2019·福建厦门双十中学模拟)下列关于格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验以及噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是()
A.三个实验的设计思路是一致的B.三个实验都用到了同位素标记法
C.三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论
D.三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA
9.(2020·福建三元三明一中月考)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)。下列分析错误的是()
A.甲管中a1的放射性来自32P,乙管中b2的放射性来自35S
B.根据甲、乙两管的实验结果可推测DNA是遗传物质
C.若搅拌不充分,甲管的b1中可能出现较强的放射性
D.若保温时间过长,乙管的a2中可能出现较强的放射性
10.用DNA双链均被32P标记的一个T2噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌,一段时间后释放出了M个子代T2噬菌体。下列有关叙述正确的是()
A.用32P标记T2噬菌体的方法与用35S标记大肠杆菌的方法相同
B.这M个子代T2噬菌体中,含32P的T2噬菌体所占的比例为
C.若子代T2噬菌体均同时含32P和35S,则该T2噬菌体只繁殖了一代
D.经过培养,得到的M个子代T2噬菌体中有含有35S
11.(2019·济南模拟)肺炎双球菌转化实验中,S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内,并整合到R型细菌的DNA分子上,使这种R型细菌转化为能合成有荚膜多糖的S型细菌。下列叙述中正确的是()
A.R型细菌转化为S型细菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例会改变
B.整合到R型细菌内的DNA分子片段,表达产物都是荚膜多糖
C.进入R型细菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点
D.S型细菌转录的mRNA上,可由多个核糖体共同合成一条肽链
12.格里菲思在进行肺炎双球菌转化实验时,只有在小鼠体内才能转化成功,他用灭活的S型细菌与R型活细菌混合物在培养基中体外培养时,总是无法得到转化现象,而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体就在体外成功重复了转化现象。关于以上现象最可能的原因是()
A.小鼠体内的某种物质控制着肺炎双球菌荚膜的生成,该物质是“转化因子”
B.抗R型菌株的抗体控制着肺炎双球菌荚膜的生成,该抗体是“转化因子”
C.S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强,转化生成的S型细菌在与R型细菌的竞争中占优势
D.未加抗R型菌株的抗体的混合物培养基中,S型细菌的DNA不会进入R型细菌,无法发生转化
13.(2020·深圳高三调研)将甲细菌提取物(含A、B、C、D四种有机物的混合物)和活的乙细菌混合培养一段时间后,从培养基中分离出了活的甲细菌。在无法对上述四种物质进行分离和提纯的前提下,为确定A~D中是哪种物质能使乙细菌转化为甲细菌,请根据题意设计相关实验。要求写出实验设计思路、预期结果及结论。
(1)设计思路:
_______________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)预期结果:
_____________________________________________________。
(3)实验结论:
____________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.(2017·全国Ⅰ,29)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害,通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出(1)实验思路;(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案
1.D
2.B
3.D
4.C
5.C
6.C
7.A
8.D
9.A
10.C
11.C
12.C
13.(1)取适量的甲细菌的细胞提取物分成4等份,分别放入4支试管并编号,再分别加入可分解A、B、C、D的酶,一段时间后,分别和有乙细菌的培养基混合培养并观察结果
(2)其中有一组混合培养基中没有分离出活的甲细菌
(3)加酶后没有分离出活的甲细菌的实验组中酶分解的有机物为转化物质
14.(1)实验思路:甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
1 动画演示,变抽象为直观
首先出示大肠杆菌T2噬菌体的模式图:其头部和尾部的外壳是由蛋白质组成的,在它的头部内含有DNA。同时演示噬菌体侵染大肠杆菌的过程:吸附→注入核酸→合成核酸和蛋白质→装配→释放。结合上述过程,提供了下述资料:噬菌体是由C、H、O、N、S、P等元素组成,在它的化学组分中,60%是蛋白质,40%是DNA,而硫元素仅存在于蛋白质分子中,99%的磷元素都存在于DNA分子中。这样,一部分学生就想到了用放射性元素分别标记噬菌体的蛋白质和核酸,通过子代噬菌体放射性同位素的种类来确定谁是遗传物质。
2 定向质疑,引导学生探索思考
结合上述过程,提出了下述问题:最好选择哪些元素分别对DNA和蛋白质进行标记?用C、H、O等元素是否可行?经分组讨论,集思广益,最后得出一致结论:分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,然后用它们分别去侵染细菌,在子代噬菌体中检测放射性同位素的种类,进而确定在亲子代之间具有连续性的物质是DNA还是蛋白质?
思路清晰了,然后提出下述问题:如何用35S和32P对噬菌体进行标记呢?一部分学生最容易想到:分别用含有35S和32P的培养基培养噬菌体。这时可以适时点拨:作为病毒,噬菌体的生活方式为专性寄生,只有在寄主细胞内才能繁殖后代,噬菌体的寄主是什么?学生的思路一下子打开了,在培养基上培养噬菌体是不能成功的,因此先分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养细菌,然后分别用上述细菌培养噬菌体,从而制备出DNA中含有32P和蛋白质中含有35S的噬菌体,然后分别用含有35S和32P的噬菌体去感染未被标记的细菌,最后根据放射性同位素在子代噬菌体的存在以确定DNA和蛋白质谁是遗传物质。
这样的过程能很好地帮助学生完成知识的迁移以及相关章节知识的链接,能激发学生探究知识间内在联系的兴趣,让学生在学习的过程中体会到成功的快乐。
用不同的放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的过程基本清楚了,但还有另一个问题没有突破:即放射性元素如何检测呢?
3 阅读教材,指导学生归纳总结
教师引导学生结合教材图6-4阅读噬菌体侵染细菌的过程:用被35S和32P的噬菌体分别感染未被标记的细菌,经过短时间的保温,用搅拌器搅拌,使在细菌外的噬菌体与细菌分开,经离心后检测上清液(细菌外的噬菌体)和沉淀物(细菌)的放射性物质。结果,用35S标记的一组实验,主要在上清液中检测到了放射性同位素,而用32P标记的一组实验,主要在沉淀物中检测到了放射性同位素,而且细菌裂解后,在释放出来的大量噬菌体中,可以检测到32P标记的DNA,却不能检测到35S标记的蛋白质。教师要求学生总结:这样的结果可以得到什么结论?学生们相互讨论,最后得出一致结论:亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质。也就是说,子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此,DNA才是真正的遗传物质。
4 反馈练习,使学生加深理解和记忆
用被放射性元素标记的噬菌体去侵染细菌以及如何检测放射性元素的存在部位,进而确定DNA是遗传物质的实验过程清晰之后,为了加强学生对相关知识的理解和运用,教师可以设计相关的习题进行训练:
噬菌体侵染细菌的实验过程,证明了噬菌体前后代形状的遗传是靠DNA来完成的,根据实验内容回答如下问题:
(1) 用32P标记的一个噬菌体侵染大肠杆菌,待细菌解体后,检测到256个噬菌体放出,则所释放出的噬菌体中,含32P标记的噬菌体与含31P的噬菌体的比例为_____,在此试验之前,怎样才能使噬菌体的DNA标记上32P?
(2) 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具很高的放射性,但实验数据和理论数据之间有较大的差异,分析原因:
① 在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离这段时间过长,会使上清液的放射性含量__________,其原因是__________。
② 在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,是否是误差的来源?理由是_________________________。
这道习题要求学生必须很好地掌握噬菌体侵染细菌的过程:即噬菌体的DNA分子进入细菌体内后,以解旋后单链DNA为模板,以细菌体内游离的脱氧核苷酸为原料,遵循半保留复制的原则,合成子代DNA分子的过程,同时以细菌的氨基酸为原料合成蛋白质外壳的过程。同时使学生深入理解噬菌体侵染细菌后,经搅拌和离心后所得到的上清液和沉淀物的成分分别是侵染细菌后留在外部的蛋白质外壳和含有噬菌体的细菌。这是对本节课重难点内容的有效反馈,第(1)问做答比较容易,比例为1∶128。但对第(2)问,就暴露了学生的理论与实际脱节的共性问题,对于噬菌体侵染细菌的过程,能知道侵染细菌的噬菌体其蛋白质外壳留在了外部,却不能联系实际如果培养的时间过长,子代噬菌体从细菌体内释放出来离心后也会存在于上清液中,致使上清液的放射性增高;同样的道理,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌的内部,离心后也会存在于上清液致使上清液的放射性增高。也就是说教材的实验结果是基于在合适的时间范围内检测到的实验结果。
一、教学目标
1.知识目标
⑴举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
⑵说明基因、DNA和染色体三者之间的关系以及基因的本质。
2.能力目标
⑴运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
⑵掌握分析材料的方法。
3.情感态度价值观目标
通过了解人类基因组计划和DNA指纹技术的应用,培养热爱科学和爱国主义情感。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(1)基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)DNA分子具有多样性和特异性。
2.教学难点
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
三、教学策略
本节教学可用1课时。本节内容既是对本章内容的概括与提升,又为第4章《基因的表达》作铺垫。基于以上考虑,目标1侧重在知识方面,也是本节教学的核心。目标2侧重于运用数学方法的技能。需要说明的是,运用数学方法推算碱基排序的目的是要让学生进一步理解、认同DNA分子结构的多样性和特异性,因此应将目标2的技能要求与目标1的知识要求结合起来。目标3是在前两个目标基础上的进一步提升,也是课程标准中提出的明确要求。
在本节中,教材提供了实证、探究和联系社会实际三个层面的活动内容,教师可以充分利用这些教材资源,组织教学。
1.充分利用“资料分析”,让学生通过对实例的分析和讨论来理解基因与DNA的关系。
仔细品味“资料分析”中的4个材料,可以发现这些资料主要是从遗传现象和数量关系这两方面提供推理依据,引导学生得出“基因是有遗传效应的DNA片段”这一结论。资料1、3,主要是从数量关系上说明基因是DNA分子的片段;资料2、4分别提供了海蜇的绿色荧光蛋白基因和小鼠体内的肥胖基因的相关信息,主要是说明基因具有遗传效应。
在教学过程中,上述资料可以根据需要多次使用,从不同角度帮助学生理解“基因是有遗传效应的DNA片段”。教师可以通过设计一系列问题,让学生从实例中逐步得出基因是DNA分子上的片段、基因具有遗传效应的结论,最终获得基因是有遗传效应的DNA片段这一综合认识。在教学过程中,教师可以借助教材提供的讨论题,也可以根据学生特点重新设计一些问题串,让学生沿着上述逻辑推理过程,得出结论。
在推理过程中,教师应随时关注学生探求问题的路径,引导学生确立事实、推理、结论之间的正确关系,以及知识之间的逻辑关系,引导学生循序渐进,步步深入,顺理成章地得出结论。从上述分析也可以看出,本节内容是培养和训练学生推理能力的良好素材。
2.合理组织探究活动,帮助学生用数学方法解决生物学问题。
本节的探究活动有别于实验探究。这一探究活动主要是借助于数学方法,所以要侧重数学技能的训练,利用数学思维解决生物学问题。同时,教师还应注意到一个问题,即所有的碱基排列的概率计算是建立在一个假设基础上的(所有碱基对的随机排列都能构成基因)。因此,在将数学模型迁移到生物学问题时,教师一定要提示学生注意:生物学现象的特殊性和数学模型的应用范围。关于概率的教学,可以事先向数学教师请教,以保证不出科学性错误,但不宜涉及过深的数学知识,以学生能理解碱基排列多样性为宜。在将数学模型迁移到碱基排列序列的多样性问题时,应注意分析遗传信息多样性与DNA分子结构特点之间的关系。
3.通过介绍DNA指纹的应用,体现STS教育。
在进行理论探讨后,教师应不失时机地介绍DNA指纹技术的应用,让学生感受到理论知识的奇妙应用。教师可以创设这样的情景:假如你是一名法医,你将如何利用DNA指纹技术来处理案件。教学过程中,教师应该简单介绍一下DNA指纹的有关知识,不要让学生产生误解,以为DNA指纹就是人的基因。实际上,DNA指纹的特异性主要是由于在人(或其他生物)的染色体DNA中,不表达的碱基对中存在着的一部分串联重复的短序列,它们在个体之间具有显著的差异性。在介绍了DNA指纹的法医学用途之后,还可以将视野拓展,介绍DNA指纹在其他领域的应用,如孑遗物种的保存和孑遗动物的繁殖、亲子鉴定等。
四、答案和提示
(一)问题探讨
提示:本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。
(二)资料分析
1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段,基因不是连续分布在DNA上的,而是由碱基序列将其分隔开的。
2.提示:此题旨在引导学生理解遗传效应的含义,并不要求惟一答案。可以结合提供的资料来理解,如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦,等等。
3.基因是有遗传效应的DNA片段。
(三)探究
1.碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
2.提示:在人类的DNA分子中,核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
3.提示:可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。
(四)练习
教材P58(题略)
1.(1);(2)×。
2.C。
3.提示:从遗传物质必须具备的条件来分析:(1)在细胞增殖过程中能够精确地进行复制;(2)能够控制生物体的性状;(3)能够贮存足够量的遗传信息;(4)结构比较稳定。
拓展题(题略)
1.提示:并非任何一个DNA片段都是基因,只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。
2.提示:DNA包括基因与非基因的碱基序列。
【DNA是主要遗传物质1答案】推荐阅读:
遗传高血压是什么原因09-09
执业护士考试指导遗传学之遗传病03-06
人类遗传病教案11-09
高考生物遗传概率复习01-26
遗传学教学大纲03-08
概括主要内容的句子是09-20
山大医学遗传学辅导教案06-08
遗传分析仪的日常维护11-13
生物人的性别遗传教案01-14
人类遗传病教学案例04-09