高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质导学案及答案

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质导学案及答案，共7页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，预习新知，易错提示，深化探究，巩固训练等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，体验探究生物遗传物质的实验思路。(科学探究)
2.分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。(科学思维)
3.查阅相关资料，深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”，理解DNA是主要遗传物质的结论。(科学思维)
4.感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。(社会责任)
【学习重难点】
教学重点
肺炎链球菌转化实验的原理和过程
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
教学难点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
理解科学家证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
【预习新知】
对遗传物质的早期推测
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；20世纪30年代，人们才认识到 DNA 是由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，从而使人们意识到DNA的重要性，但是，对于DNA的结构没有清晰的了解，所以，对于 蛋白质 是遗传物质仍占有主导地位。
肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎双球菌的特点
荚膜：荚膜是由 构成的，保护细菌免受 和不易被 宿主 的免疫系统杀死。
2.体内转化实验——格里菲思实验
（1）实验材料：1928年，格里菲思以 为实验材料。
（2）实验目的： 可使小鼠患败血症死亡。
（3）格里菲思的实验过程及结果：
①R型活细菌+小鼠→小鼠 ；
②S型活细菌+小鼠→小鼠 ，并从小鼠体内分离出 ；
③加热后杀死的S型细菌+小鼠→小鼠 ；
④R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合+小鼠→小鼠 ，并从小鼠体内分离出 。把这些细菌培养后发现，其后代也是 ，即这种形状的转化是可以遗传的。
（4）实验结论：
已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的活性物质——
噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者：赫尔希和蔡斯。
2.实验方法：放射性同位素标记技术。
3.实验材料：T2 噬菌体（如图所示）。
4.实验过程
（1）标记T2噬菌体
（2）侵染细菌
5.实验分析
（1）T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。
（2）子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。
6.实验结论：DNA才是真正的遗传物质。
【易错提示】
肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
[特别提醒] 并非所有的R型细菌都被转化
(1)转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)R型细菌转化为S型细菌是基因重组的结果。
(3)由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
(4)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组都通过添加特定的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了自变量控制中的“减法原理”。
(5)格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
2．自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
(1)加法原理：与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就是利用了“加法原理”。
(2)减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就是利用了“减法原理”。
【深化探究】
体内转化实验中细菌数量变化曲线分析
（1）ab段：将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后注射到小鼠体内，ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的R型细菌的抗体，故该时间段内R型细菌数量增多。
（2）be段：小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。
（3）cd段：c点对应的时间点之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，导致R型细菌大量繁殖，所以cd段R型细菌数量增多。
（4）S型细菌的来源：少量R型细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型细菌。
【巩固训练】
1.某科研小组在格里菲思实验的基础上利用相同实验材料增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A.活菌甲是S型细菌，活菌乙是R型细菌
B.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
C.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落
2.下列关于“肺炎链球菌的转化实验”和“T2噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A.肺炎链球菌转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验中均用到了病毒的培养技术
B.艾弗里实验中用“S型细菌提取物＋DNA酶”作为对照组，更充分说明“转化因子”就是DNA
C.T2噬菌体侵染细菌实验中，35S和32P分别用于标记噬菌体蛋白质的R基和DNA的碱基部位
D.35S标记的T2噬菌体侵染细菌实验中，保温时间过长对放射性检测结果不会产生明显影响
3.某生物兴趣小组模拟肺炎链球菌的转化实验，进行了如下4个实验，下列说法错误的是( )
A.选用肺炎链球菌为实验材料与其结构简单、繁殖速度快有关
B.小鼠A、B存活，C、D死亡
C.该模拟实验没有证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA
D.S型细菌的DNA彻底水解共得到5种有机小分子
4.在肺炎链球菌转化实验中，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DNAD.S型细菌的DNA
5.在“噬菌体侵染细菌的实验”中，用于标记噬菌体 DNA的放射性同位素是( )
A.14CB.3HC.18OD.32P
参考答案
1.答案：D
解析：A、R型菌无毒不会导致小鼠死亡，S型菌有毒会导致小鼠死亡，且S型菌的DNA会使R型菌转化为S型菌。因此图中活菌甲为R型细菌，菌乙为S型细菌，A错误；
B、格里菲思的实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，但没有证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，B错误；
C、加热致死乙菌（S型菌）的DNA使少数活菌甲（R型菌）发生转化成为S型菌，大多数R型菌未转化，故从鼠2血液中分离出来的活菌有S型菌和R型菌，R型菌不能使小鼠致死，C错误；
D、从鼠5体内分离出活菌均为S型细菌，因此其在培养基上培养，都会产生光滑菌落，D正确。
故选D。
2.答案：D
解析：
3.答案：B
4.答案：D
解析：A、荚膜多糖不能将R细菌转化为S型细菌，A错误；B、S型细菌的蛋白质不能将R细菌转化为S型细菌，B错误；C、R型细菌的DNA不能将R细菌转化为S型细菌，C错误；D、S型菌的DNA分子能将R型细菌转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质，D正确。故选D。
5.答案：D

S型细菌
R型细菌
菌落
表面
表面
菌体
荚膜
荚膜
毒性
毒性
毒性
项目
体内转化实验
体外转化实验
培养细菌
在小鼠体内
体外培养基
实验对照
R型细菌与S型细菌的致病性对照
S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将某种物质用酶解法去除，直接地、单独地观察该物质在实验中所起的作用
实验结论
S型细菌体内有转化因子
S型细菌的DNA是遗传物质
联系
①所用材料相同
②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸
③两实验都遵循对照原则、单一变量原则