2025届高三一轮复习生物：DNA 是主要的遗传物质学习任务单

一轮复习 DNA 是主要遗传物质导学任务单 1． 学习目标 1.通过对探究实验思路的梳理，能说出科学家在实验探究历程中所蕴含的科学思维。 2.通过对实验的总结和分析，明确科学思维方法和多学科融合视角对科学探究实验的重要性。 3.尝试运用本节课所使用的科学思维去设计探究实验。 二．课前梳理 1.实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 菌体 荚膜 荚膜 致病性 ，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 注：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。 2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。 (1)T2噬菌体的模式图 (2)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 合成T2噬菌体DNA 模板 的DNA 原料 提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 场所 3．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 (1)实验材料：烟草花叶病毒(只由________________组成)、烟草(高等植物)。 (2)实验过程： (3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是______，不是________。 4.完成表格信息 实验名称 肺炎双球菌小鼠体内转化实验 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒感染烟草 思路 科学方法 自变量 因变量 实验结论 三．教学过程 任务一：基于课前梳理，回答下列问题。 （1） 肺炎双球菌的体内转化实验 1.能使小鼠感病的是S型菌还是S型菌的DNA? 2.格里菲斯的小鼠体内转化实验结束后，艾弗里需要解决的问题是？ 3.比较用化学方法提取某种单一物质再加到含有R型菌培养基中和通过酶解法去除某种物质再添加含有R型菌培养基中？哪种方法效果更好并说出理由。 4.阅读所给资料，从基因层面上尝试能使R型菌转化成S型菌的原理。 资料：细菌交换遗传物质的一种方式很有趣，称为细菌结合（ bacterial conjugation )。一个细菌和另一个细菌之间先用菌毛建立联系，菌毛收缩，将两个细菌拉在一起，建立临时的" DNA 通道"，把自己的质粒用单链 DNA 的形式传给另一个细菌，自己留下一条单链。两个细菌再用单链 DNA 为模板，合成双链的质粒。细菌结合可以发生在同种细菌之间，也可以发生在不同种的细菌之间。转移的基因常常是对接受基因的细菌有利的，比如抵抗各种抗生素的基因，利用某些化合物的基因等等，所以这是细菌之间"分享"对它们有益的基因的有效方式。某种细菌一旦拥有了对抗某种抗生素的基因，就可以用这种方式迅速传给其他细菌，让其他细菌也能抵抗这种抗生素。 （2） 噬菌体侵染细菌的实验 1. 本实验探究的关键是？ 2. 从结构上讲，为什么说噬菌体是非常合适的实验对象？ 3. 可用什么方法追踪DNA和蛋白质的去向？ 4.同位素示踪法应选用什么元素标记DNA和蛋白质？ 4. 用文字加箭头的形式，简要的表示出如何用相应的元素标记噬菌体。 5. 实验过程中离心和搅拌的目的？ 6.在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若保温时间过短或过长，会对实验结果造成什么影响呢？ 7.在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，会对实验结果造成什么影响呢？ 任务二：通过对前3个实验的对比、分析，明确实验设计思路必备的元素及每个实验所使用的科学方法。 任务三：归纳总结回答下列问题1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ 2.为什么说DNA是主要的遗传物质？ 四：习题检测 1．T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌的细胞中，噬菌体的蛋白质外壳留在细胞外。大肠杆菌裂解后，释放出的大量噬菌体却同原来的噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。 2．结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 3．研究人员给甲组~丁组小鼠同时注射等量的细菌后，观察小鼠的存活情况。 甲组：给健康小鼠注射R型活细菌→小鼠存活；乙组：给健康小鼠注射S型活细菌→小鼠死亡；丙组：给健康小鼠注射加热致死的S型细菌→小鼠存活；丁组：给健康小鼠注射加热致死的S型细菌和R型活细菌的混合物→小鼠死亡。下列相关分析合理的是（　　） A．该实验能够证明DNA是遗传物质 B．从丁组死亡小鼠体内可分离出R、S两种类型的活细菌 C．丁组的R型活细菌在减数分裂I过程中发生了基因重组 D．该实验利用了“减法原理” 4．某生物兴趣小组分别用3H（甲组）、15N（乙组）、35S（丙组）和32P（丁组）分别标记噬菌体，然后侵染大肠杆菌，一段时间后，经过搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性都较高的是（    ） A．甲组 B．乙组 C．丙组 D．丁组 5．1928年格里菲思和1944年艾弗里分别进行了肺炎链球菌的体内和体外转化实验，1952年赫尔希和蔡斯开展了噬菌体侵染细菌的实验，并进一步观察了子代噬菌体的放射性标记情况。经过了近30年多位科学家的努力，证明了DNA就是遗传物质，下列有关说法正确的是（    ） A．肺炎链球菌体内和体外转化实验都用到了自变量控制中的“减法原理” B．噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌也是肺炎链球菌 C．格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌的DNA D．赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质 6．最近某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了如下讨论，正确的是（　　） A．甲的方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒 B．乙的方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒 C．丙的方法是用含放射性尿苷的宿主细胞培养，若子代病毒有放射性，则为RNA病毒 D．丁的方法是分析该病毒的变异频率，若病毒的变异频率较低，则该病毒为DNA病毒 5．下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。请根据实验，回答下列问题： 编号 实验过程和操作 结果 A组 含35S噬菌体＋大肠杆菌（培养一段时间）→搅拌，离心→检测放射性 上清液中的放射性很高，下层沉淀中的放射性很低 B组 含32P噬菌体＋大肠杆菌（培养一段时间）→搅拌，离心→检测放射性 上清液中的放射性很低，下层沉淀中的放射性高 (1)实验中，32P标记的是 ，该实验能证明 。 (2)从理论上分析，A组的下层沉淀的放射性应该为零。在A组实验的沉淀中检测到放射性，可能的原因是 。 (3)在B组实验中，保温时间和上清液放射性强度的关系为 。 (4)请设计一个实验，为表中A组实验培养出“含35S的噬菌体”（简要写出实验步骤）： 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 答案 B A D C 1．B 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、该实验不能证明DNA是遗传物质，只证明了S型菌含有转化因子，A错误； B、由于S型菌有毒性，会使小鼠死亡，所以从丁组死亡小鼠体内可分离出R、S两种类型的活细菌，B正确； C、肺炎链球菌是细菌不能进行减数分裂，C错误； D、丁组是实验组：给健康小鼠注射加热致死的S型细菌和R型活细菌的混合物，即增加了相关变量，该实验利用了“加法原理”，D错误。 故选B。 2．A 【分析】上清液中主要是噬菌体外壳，沉淀中主要是大肠杆菌和子代噬菌体。上清液和放射性都高是因为同时标记了DNA和蛋白质，也即是选用的元素DNA和蛋白质都有。蛋白质和DNA共有的元素是C、H、O、N，因15N和18O没有放射性，故用14C、3H标记会使上清液和沉淀中同时出现放射性。 【详解】A、3H ( 甲组) 既可标记蛋白质外壳也可标记核酸，故用3H ( 甲组) 标记的上清液和沉淀物中的放射性都较高， A 项符合题意； B、15N( 乙组) 不具有放射性， 标记后上清液 和沉淀物中均没有放射性， B 项不符合题意； C、35S( 丙组) 能标记噬菌体的蛋白质外壳， 故检测时上清液中放射性较高，沉淀物中放射性较低， C 项不符合题意； D、32P ( 丁组) 能标记噬菌 体的核酸， 而不能标记噬菌体的蛋白质外壳， 故检测时沉淀物中放射性较高， 上清液中放射 性较低， D 项不符合题意。 故选A。 3．D 【分析】1、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。 2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验，将加热杀死的S型菌加入R型活菌，用到了“加法原理”，艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物，是人为的去除某种因素的影响，体现了“减法原理”，A错误； B、噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌是大肠杆菌，B错误； C、格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌有转化因子，没有证明转化因子是DNA，C错误； D、赫尔希和蔡斯对噬菌体进行不同元素的同位素标记实验，通过对比证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D正确。 故选D。 4．C 【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动；病毒的遗传物质是DNA或RNA，其中以RNA为遗传物质的病毒。 【详解】A、甲的方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，由于某些RNA病毒为逆转录病毒，逆转录后形成DNA还需要在DNA聚合酶的作用下进行DNA复制，因此若有DNA聚合酶，则不能确定该病毒是DNA病毒还RNA病毒，A错误； B、乙的方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，由于存在单链DNA，所以若嘌呤数≠嘧啶数，则不能确定该病毒是DNA病毒还RNA病毒，B错误； C、丙的方法是用含放射性尿苷的宿主细胞培养，而尿苷是RNA特有的成分，因此若子代病毒有放射性，则说明该病毒为RNA病毒，C正确； D、丁的观点是分析该病毒的变异频率，而DNA和RNA都存在单链和双链的，因此若病毒的变异频率较低，则不能确定该病毒是DNA病毒还RNA病毒，D错误。 故选C。 5．(1) T2噬菌体的DNA DNA是T2噬菌体的遗传物质 (2)搅拌不充分，没有将吸附在大肠杆菌外的35S标记的噬菌体外壳与其完全分离 (3)② (4)首先用含35S的物质制备培养大肠杆菌的培养基，然后用该培养基培养大肠杆菌，从而得到含35S标记的大肠杆菌；然后让噬菌体侵染含35S标记的大肠杆菌从而得到含35S的噬菌体 【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】（1）噬菌体蛋白质外壳的组成元素是C、H、O、N、S，DNA的组成元素是C、H、O、N、P，因此35S标记的是噬菌体的蛋白质，32P标记的是噬菌体的DNA；据实验结果可知，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在细胞外，因此子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，该实验证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。 （2）在A组实验中，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，理论上沉淀物不会出现放射性，但由于搅拌不充分，没有将吸附在大肠杆菌外的35S标记的噬菌体外壳与其完全分离，导致在沉淀中检测到放射性。 （3）在B组实验中，保温时间短，噬菌体未充分侵染大肠杆菌，离心上清液放射性较高；保温时间太长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放出来，也会导致上清液的放射性增高，故选②。 （4）病毒没有细胞结构，不能独立生活，只能在宿主细胞内增殖，为培养出“含35S的噬菌体”，应首先用含35S的物质制备培养大肠杆菌的培养基，然后用该培养基培养大肠杆菌，从而得到含35S标记的大肠杆菌；然后让噬菌体侵染含35S标记的大肠杆菌从而得到含35S的噬菌体。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$