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(共43张PPT)
第20讲　DNA是主要的遗传物质
素养目标
考点一 肺炎链球菌的转化实验
夯实基础 精研教材
1.肺炎链球菌的类型
光滑
粗糙
有
无
2.转化实验的两个阶段
(1)格里菲思的体内转化实验
死亡
不死亡
R型活细菌
死亡
R型活细菌无致病性,S型
活细菌有致病性
加热致死的S型细菌无致病性
R型细菌可转化为S型细菌　
转化因子
(2)艾弗里的体外转化实验
分别加入有R型活细菌的培养基中
蛋白质、RNA、脂质没有
DNA
DNA
转化作用
教材深挖
1.(必修2 P44图3-3)结合艾弗里证明DNA是遗传物质的实验,回答下列相关问题。
(1)实验中设置“用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物”,该实验组的作用是
　。 (2)实验结果表明,S型活菌的DNA使R型活菌转化为S型活菌,转化率达不到100%的原因是 　。
起对照作用,用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化,进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质
转化受到两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响
2.(必修2 P43正文)格里菲思的体内转化实验中,“加热”是否导致DNA和蛋白质变性 请说明理由:
　。
加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性
易错排查
1.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌。
(　　)
2.肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。(　　)
3.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(　　)
4.艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。
(　　)
5.艾弗里实验中设法除去S型细菌的绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物,应用了减法原理。(　　)
×
×
×
×
√
思维探究 考教衔接
(根据2022·浙江卷情境设计)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示,思考回答下列问题。
(1)该实验对变量的控制采取的原理是　　　　　　　　　　　　。
(2)步骤①中,对酶的处理时间有什么要求 为什么
　　　　　　　　　 　。
(3)步骤②中,甲或乙的加入量有什么要求 理由是什么
　　 　　　　　　　　。
(4)步骤④中,固体培养基和液体培养基哪种更有利于细菌转化 为什么
　　　　　 　　　　　。
(5)步骤⑤中,利于观察菌落或鉴定细胞形态的接种方法是　　　　　　　　　　　。
减法原理
酶处理时间要足够长,以使反应物完全水解
步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果
液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化;液体培养基有利于细菌的代谢
稀释涂布平板法
考法练透 素养提升
考法一　肺炎链球菌转化实验的分析
1.(2024·山东泰安模拟)为研究R型肺炎链球菌转化为S型细菌的转化因子是DNA还是蛋白质,进行了如图所示的转化实验。对本实验作出的分析,正确的是(　　)
甲组
乙组
丙组
A.丙组培养基中没有R型细菌的菌落出现,乙组培养基中有R型细菌的菌落出现
B.如果用RNA酶去除提取物中的RNA,结果没有S型细菌的菌落出现
C.如果提取S型细菌蛋白质并加入DNA酶混合后接种,结果仍有转化活性
D.如果S型细菌的一段DNA插入R型细菌DNA上属于基因重组
答案 D　
解析 由于丙组加入DNA酶会将DNA水解,故丙组培养基中只有R型细菌的菌落,由于乙组加入的是蛋白酶,故乙组培养基中有R型及S型细菌的菌落,A项错误;RNA酶不能水解DNA,所以用RNA酶只会去除提取物中的RNA,结果仍有S型细菌的菌落出现,B项错误;如果提取S型细菌蛋白质并加入DNA酶去培养R型细菌,结果没有转化活性,C项错误;本实验如果S型细菌的一段DNA插入R型细菌的DNA上属于基因重组,D项正确。
考法二　肺炎链球菌转化实验拓展分析
2.(2024·江苏南京模拟)遗传转化是指游离的DNA分子(细胞DNA)被细菌的细胞摄取,并在细菌细胞内表达的过程。肺炎链球菌转化实验的实质如图所示(S基因是控制荚膜形成的基因)。下列有关叙述正确的是( 　)
A.由R型细菌转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌相同
B.由R型细菌转化成S型细菌的实质是基因重组
C.将S型细菌的S基因用32P标记,转化而来的S型细菌在普通培养基上培养多代后,得到的子代S型细菌的S基因均能检测到32P
D.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程也是一种遗传转化过程
B
解析 由R型细菌转化成S型细菌的过程中,仅含有S型细菌的部分基因进入R型细菌,故转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌不完全相同,A项错误;由R型细菌转化成S型细菌的实质是基因重组,B项正确;由于DNA复制为半保留复制,将S型细菌的S基因用32P标记,转化而来的S型细菌在普通培养基(31P)上培养多代后,得到的子代S型细菌只有少数含有32P,故S基因不一定能检测到32P,C项错误;遗传转化是指细胞DNA被细菌的细胞摄取,并在细菌细胞内表达的过程,T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程不是遗传转化过程,D项错误。
考点二 噬菌体侵染细菌实验
夯实基础 精研教材
1.噬菌体侵染细菌实验
(1)T2噬菌体
①T2噬菌体的结构及生活方式
DNA
P　
外壳
S
寄生
②T2噬菌体的增殖
(2)实验方法
　　　　　　　　法。该实验中用35S、32P分别标记　　　　　　　　　　。
同位素标记
蛋白质和DNA
(3)实验过程及结果
①标记噬菌体。T2噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体,需先标记大肠杆菌。
②噬菌体侵染细菌(对比实验,为相互对照)。
(4)实验结果分析
分组 结果 结果分析
对照 实验 (相互 对照) 含32P的T2噬菌体+大肠杆菌 上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
　　　 　 　
含35S的T2噬菌体+大肠杆菌 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中
　　　 　 　
(5)结论:　　　　　是遗传物质。
含32P的DNA进入了宿主细胞内
含35S的蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
DNA
(6)噬菌体侵染细菌实验的误差分析
①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
2.DNA是主要的遗传物质
(1)烟草花叶病毒感染烟草的实验
正常
RNA　
患病
遗传物质
蛋白质
(2)生物体内的核酸种类及遗传物质
DNA
DNA是主要的遗传物质
教材深挖
1.(必修2 P45图3-6)用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实际上含有少量放射性,原因是
　 。
2.(必修2 P45相关信息)T2噬菌体侵染细菌实验中,为什么选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记 用14C和18O同位素标记可行吗 为什么
可能由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性
因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中,而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的,因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素。
易错排查
1.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。(2022·广东卷)(　　)
2.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。(2022·浙江卷)(　　)
3.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。(2022·湖南卷)(　　)
4.赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(　　)
5.T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(　　)
6.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(　　)
√
×
×
×
×
×
思维探究 考教衔接
(根据2020·浙江卷情境设计)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,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。思考回答下列问题。
(1)甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,原因是
　 　 　 。
(2)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,原因是
　 　 　 　。
(3)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,原因是
　。
部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌或子代噬菌体已从大肠杆菌体内释放
甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体
由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,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
考法练透 素养提升
考法一　噬菌体侵染细菌实验的过程分析
1.(2024·广东珠海模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如图所示的实验,下列说法中错误的是(　　)
A.搅拌不充分会导致上清液的放射性强度减小
B.改用14C标记噬菌体,可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞
C.细菌裂解后得到的所有子代噬菌体都带有32P标记
D.该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响
B
解析 搅拌不充分,35S标记的噬菌体的蛋白质吸附在大肠杆菌上,会导致上清液的放射性强度减小,A项正确;DNA和蛋白质都含有C,若用14C标记噬菌体,上清液和沉淀物中都有放射性,不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌,B项错误;35S标记的噬菌体的蛋白质不进入大肠杆菌,噬菌体DNA以32P标记的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA,因此子代噬菌体的核酸有放射性,C项正确;正常情况下,上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质,若保温时间过短,未侵染大肠杆菌的噬菌体仍会进入上清液,几乎不会影响上清液放射性强度,D项正确。
考法二　肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
2.(2024·福建厦门模拟)下列关于肺炎链球菌的体内、体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述,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
D
解析 三个实验的设计思路不一样,A项错误;肺炎链球菌的体内和体外转化实验都没有用到同位素标记法,B项错误;肺炎链球菌的体外转化实验可证明蛋白质不是遗传物质,C项错误;三个实验所涉及的生物有T2噬菌体、小鼠、大肠杆菌、肺炎链球菌,它们的遗传物质都是DNA,D项正确。
考法三　探究RNA是遗传物质的实验分析
3.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成。如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
A.该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑
B.杂交病毒1和杂交病毒2产生的原理是基因重组
C.该实验只能说明TMV、HRV的遗传物质是RNA
D.若实验运用同位素标记技术,不能选择15N进行标记
答案 B　
解析 该实验的自变量是不同病毒,因变量是烟草叶片上出现的不同病斑,A项正确;杂交病毒是由蛋白质外壳和核酸重组形成的,不是基因的重组,B项错误;题述实验只能说明HRV和TMV的遗传物质是RNA,C项正确;病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N,故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开,因此不能选择15N进行标记,D项正确。
聚焦表达 回扣落实
1.(识记表达类)肺炎链球菌体外转化实验中用到了自变量控制中的
　　　　　,实验结论是　　　　 　　　　 　　　　　。
2.(识记表达类)为使得噬菌体带上32P标记,其操作过程是
　　 　　　　　　　　　。
3.(原因分析类)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含较高放射性的原因是　　　　　　　　　　　。用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　
　 　　　　　　　　　 　　。
4.(识记表达类)搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,离心的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　
　 　　　　　　　　　　　。
减法原理
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
先在含32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
保温时间过短或过长　
搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
5.(原因分析类)仅有如图的实验过程　　　　　(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质,原因是　　　　　　 　　　　　　　 　　　　　　
　 　。
不能
该实验只能说明蛋白质外壳没有进入细菌体内,不能证明DNA进入细菌体内并发挥遗传物质的作用,需要标记DNA继续进行实验

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