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3.1 DNA 是主要的遗传物质 —— 高一生物学人教版（2019）必修二课前导学案
核心素养
1.生命观念：通过对遗传物质探究历程的学习，理解遗传信息的传递和变异本质，构建遗传物质的物质观和信息观，认识到生命的延续和发展离不开遗传物质的稳定传递。
2.科学思维：运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法，分析肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验等，培养逻辑思维能力，能从实验现象中总结出遗传物质的特点和传递规律。
3.科学探究：通过对科学家实验过程的分析，学习科学探究的思路和方法，提升实验设计、数据分析和问题解决能力，培养科学探究精神。
4.社会责任：关注遗传物质研究在医学、农业等领域的应用，如基因诊断、基因工程育种等，树立正确的科学价值观，认识到科学研究对人类社会发展的重要影响。
教学重难点
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。
理解 DNA 是主要的遗传物质。
教学难点
分析肺炎链球菌转化实验中，转化因子的确定。
噬菌体侵染细菌实验中，如何通过同位素标记法证明 DNA 是遗传物质。
知识点一：对遗传物质的早期推测
1.20 世纪 20 年代，大多数科学家认为__________是生物体的遗传物质，原因是氨基酸多种多样的__________可能蕴含着遗传信息。
2.20 世纪 30 年代，人们认识到 DNA 是由许多__________聚合而成的生物大分子，组成 DNA 分子的脱氧核苷酸有__________种，每一种有一个特定的__________。但由于对 DNA 分子的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
知识点一答案：
1.蛋白质；排列顺序
2.脱氧核苷酸；4；碱基
知识点二：肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的体内转化实验
实验过程
将 R 型活细菌注射到小鼠体内，小鼠__________。
将 S 型活细菌注射到小鼠体内，小鼠__________，并从死亡小鼠体内分离出__________细菌。
将加热致死的 S 型细菌注射到小鼠体内，小鼠__________。
将 R 型活细菌与加热致死的 S 型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠__________，并从死亡小鼠体内分离出__________细菌。
实验结论：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 ——__________。
2.艾弗里及其同事的体外转化实验
实验过程：将 S 型细菌的__________、蛋白质和多糖等物质提取出来，分别加入到培养了 R 型细菌的培养基中。
实验结果：只有加入__________，R 型细菌才能转化为 S 型细菌，并且 DNA 的纯度越高，转化就越有效；若用 DNA 酶分解从 S 型活细菌中提取的 DNA，__________（填 “能” 或 “不能”）使 R 型细菌发生转化。
实验结论：__________才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即__________是遗传物质，而__________等不是遗传物质。
知识点二答案：
1.不死亡；死亡；S 型；不死亡；死亡；S 型；转化因子
2.DNA；DNA；不能；DNA；DNA；蛋白质和多糖
知识点三：噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者：__________。
2.实验材料：T 噬菌体和大肠杆菌。T 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由__________构成，头部内含有__________。
3.实验方法：__________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。
4.实验过程
标记噬菌体
用含__________的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质被 35S 标记的噬菌体。
用含__________的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体，得到 DNA 被 32P 标记的噬菌体。
噬菌体侵染未标记的大肠杆菌
用 35S 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，搅拌、离心后，检测上清液和沉淀物中的放射性。结果：上清液放射性__________，沉淀物放射性__________。
用 32P 标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，搅拌、离心后，检测上清液和沉淀物中的放射性。结果：上清液放射性__________，沉淀物放射性__________。
5.实验分析
噬菌体侵染细菌时，其__________进入细菌细胞中，而__________留在外面。
子代噬菌体的各种性状是通过亲代__________遗传的。
6.实验结论：__________是遗传物质。
知识点三答案：
1.赫尔希和蔡斯
2.大肠杆菌；蛋白质；DNA
3.同位素标记；35S；32P
4.35S；32P；高；低；低；高
5.DNA；蛋白质外壳；DNA
6.DNA
知识点四：DNA 是主要的遗传物质
1.绝大多数生物的遗传物质是__________，只有少数病毒（如烟草花叶病毒）的遗传物质是__________。
2.因为__________，所以说 DNA 是主要的遗传物质。
知识点四答案：
1.DNA；RNA
2.绝大多数生物的遗传物质是 DNA
易错提示
提示：1.格里菲思的体内转化实验只证明了 S 型细菌中存在某种 “转化因子”，但并未证明 “转化因子” 是 DNA。
2.艾弗里的体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了 DNA 是遗传物质，但不能证明 DNA 是主要的遗传物质。“DNA 是主要的遗传物质” 这一结论是在对绝大多数生物的遗传物质进行研究后得出的。
3.在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 T 噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。若搅拌不充分，会导致 35S 标记组沉淀物放射性增强；若离心时间过短或转速过低，会导致 32P 标记组上清液放射性增强。
习题巩固
1.下列关于遗传物质的叙述，正确的是（ ）
A. 真核生物的遗传物质是 DNA，原核生物的遗传物质是 RNA
B. 病毒的遗传物质是 DNA 和 RNA
C. 水稻根细胞遗传物质的载体是染色体、线粒体和叶绿体
D. 细胞生物的遗传物质是 DNA
2.肺炎链球菌的转化实验中，使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子是（ ）
A. S 型细菌的蛋白质 B. S 型细菌的 DNA
C. S 型细菌的荚膜多糖 D. S 型细菌的 RNA
3.下列关于 T 噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是（ ）
A. 该实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
B. 用含 35S 或 32P 的培养基直接培养 T 噬菌体，可分别获得被 35S 或 32P 标记的 T 噬菌体
C. 用 35S 标记的 T 噬菌体侵染细菌，经搅拌、离心后，沉淀物的放射性较高
D. 该实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
4.下列关于肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，错误的是（ ）
A. 都证明了 DNA 是遗传物质
B. 都运用了同位素标记法
C. 肺炎链球菌转化实验中，加热致死的 S 型细菌的 DNA 仍具有活性
D. 噬菌体侵染细菌实验中，保温时间过长或过短都会影响实验结果
5.若 1 个 35S 标记的大肠杆菌被 1 个 32P 标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（ ）
A. 一定有 35S，可能有 32P B. 只有 35S
C. 一定有 32P，可能有 35S D. 只有 32P
6.下列有关遗传物质的叙述，正确的是（ ）
A. 豌豆的遗传物质主要是 DNA
B. 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C. T 噬菌体的遗传物质含有硫元素
D. HIV 的遗传物质水解产生 4 种脱氧核苷酸
7.艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了 DNA 是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是（ ）
A. 重组 DNA 片段，研究其表型效应
B. 诱发 DNA 突变，研究其表型效应
C. 设法把 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应
D. 应用同位素标记技术，研究 DNA 在亲代与子代之间的传递
8.下列关于生物遗传物质的叙述，错误的是（ ）
A. 所有生物的遗传物质都是 DNA
B. 具有细胞结构的生物的遗传物质都是 DNA
C. 病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA
D. 遗传物质初步水解后能得到 4 种核苷酸
参考答案及解析
1.答案：D
解析：细胞生物（包括真核生物和原核生物）的遗传物质都是 DNA，A 错误，D 正确；病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA，B 错误；水稻根细胞无叶绿体，其遗传物质的载体是染色体、线粒体，C 错误。
2.答案：B
解析：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 S 型细菌的 DNA，B 正确；S 型细菌的蛋白质、荚膜多糖、RNA 等都不是转化因子，A、C、D 错误。
3.答案：D
解析：T 噬菌体侵染细菌实验证明了 DNA 是遗传物质，未证明 DNA 是主要的遗传物质，A 错误；T 噬菌体是病毒，不能用培养基直接培养，需用活细胞培养，B 错误；用 35S 标记的 T 噬菌体侵染细菌，经搅拌、离心后，上清液放射性高，沉淀物放射性低，C 错误；该实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，D 正确。
4.答案：B
解析：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了 DNA 是遗传物质，A 正确；噬菌体侵染细菌实验运用了同位素标记法，肺炎链球菌转化实验未运用，B 错误；肺炎链球菌转化实验中，加热致死的 S 型细菌的 DNA 仍具有活性，能使 R 型细菌转化，C 正确；噬菌体侵染细菌实验中，保温时间过长会导致细菌裂解，子代噬菌体释放到上清液，保温时间过短噬菌体未充分侵染，都会影响实验结果，D 正确。
5.答案：A
解析：1 个 35S 标记的大肠杆菌被 1 个 32P 标记的噬菌体侵染，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，DNA 进入细菌，利用大肠杆菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，所以子代噬菌体一定有 35S，由于 DNA 半保留复制，只有 2 个噬菌体含 32P，所以可能有 32P，A 正确。
6.答案：B
解析：豌豆的遗传物质就是 DNA，不是主要是 DNA，A 错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质 DNA 主要分布在染色体上，B 正确；T 噬菌体的遗传物质是 DNA，不含硫元素，C 错误；HIV 的遗传物质是 RNA，水解产生 4 种核糖核苷酸，D 错误。
7.答案：C
解析：艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法把 DNA 与蛋白质分开，研究各自的效应，C 正确；两个实验都未进行 DNA 片段重组和诱发 DNA 突变，A、B 错误；肺炎链球菌转化实验未应用同位素标记技术，D 错误。
8.答案：A
解析：具有细胞结构的生物的遗传物质都是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA，所以不是所有生物的遗传物质都是 DNA，A 错误，B、C 正确；遗传物质是 DNA 或 RNA，初步水解后能得到 4 种核苷酸（DNA 水解得 4 种脱氧核苷酸，RNA 水解得 4 种核糖核苷酸），D 正确。

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