内容正文:
教材中遗传发现史
及研究方法专题复习
1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。
2.具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、并能对收集到的数据进行处理。
3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
考纲要求
本专题教学目的:领悟科学发现史实验步骤设计思路,掌握相关实验方法并进行运用!
2
(2021·1月浙江选考)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是( )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
D
【解析】孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A错误;摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因,不能证明基因自由组合定律,B错误;T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎双球菌的遗传物质,D正确。
【真题回顾】
【遗传本质的发现史】
①格里菲思——通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”。
②艾弗里——通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA不是蛋白质(转化因子为DNA)。
③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体,证明噬菌体的遗传物质是DNA。
④富兰克林——DNA衍射图谱。
⑤查哥夫——腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量,胞嘧啶(C)的量=鸟嘌呤(G)的量。
⑥沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则: )。
4
一、证明DNA是遗传物质:
1.肺炎双球菌的转化实验(格里菲思和艾弗里的实验)
(1)格里菲斯的体内转化实验
不死亡
(可分离出 活菌)
S型
①R型活菌
②S型活菌
③加热杀死的S型菌
④R型活菌+S型死菌
注射
小鼠
注射
注射
注射
死亡
不死亡
死亡
实验结论:
S型死菌中,必定存在使R型菌转化为S型菌的转化因子
5
实验设计思路:
通过分离纯化技术将DNA和蛋白质分开,分别研究,看看哪个才是遗传物质
实验结论:
DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子,DNA是遗传物质。
(2)艾弗里的体外转化实验
R型菌
①S型活菌的RNA
②S型活菌的多糖、蛋白质等
③S型活菌的DNA
④S型活菌的DNA+DNA酶
含 R型活菌的培养基
注入
注入
注入
注入
R型菌
R型菌
R型菌+S型菌
6
2019版新教材中艾弗里的 “减法原理”实验
2.噬菌体侵染细菌的实验(蔡斯和赫尔希)
子代噬菌体放射性_____
①35S标记的噬菌体
②32P标记的噬菌体
大
肠杆菌
侵染
侵染
子代噬菌体放射性_____
无
有
实验设计思路:
通过同位素标记法将DNA和蛋白质分开,分别研究,看看哪个才是遗传物质
实验方法:同位素标记法、相互对照(对比实验)
实验结论:
DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子,DNA是遗传物质。
8
对比实验(相互对照)
例1 (2021 · 全国乙卷 · T5)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A. 与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B. S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C. 加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D. 将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
D
【解析】肺炎双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,没有证明转化因子是什么物质,而艾弗里体外转化实验,将各种物质分开,单独研究它们在遗传中的作用,并用到了生物实验中的减法原