内容正文:
第18讲 DNA是主要的遗传物质
素养目标
1.结合遗传物质的发现历程,理解生命的延续和发展。(生命观念)
2.运用比较与归纳等方法,理解肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同。(科学思维)
3.通过放射性同位素标记技术在实验中的应用,培养实验设计以及对实验结果分析的能力。(科学探究)
肺炎双球菌的转化实验
1.肺炎双球菌的类型
2.转化实验的两个阶段
(1)格里菲思的体内转化实验
(2)艾弗里的体外转化实验
①实验材料:S型和R型细菌、培养基。
②实验过程及结果
③结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
1.辨析正误
(1)S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症,具有毒性。( √ )
(2)从格里菲思第四组实验中的死亡小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌。( × )
(3)加热后杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键断开,但缓慢冷却时,其结构可恢复。( √ )
(4)在艾弗里的实验中,DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸,因此不能使R型细菌发生转化。( √ )
(5)艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验是通过观察菌落的形态来判断是否发生转化。( √ )
2.教材深挖
(1)[必修2 P44图33拓展]肺炎双球菌的体外转化实验中,设置“S型菌的DNA+DNA酶”实验组的作用是什么?
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(2)[必修2 P44图33拓展]肺炎双球菌的体外转化实验中,导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?
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答案:(1)起对照作用,DNA酶可以分解从S型活细菌中提取的DNA,与R型活细菌混合培养后,不能长出S型细菌的菌落,可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌发生转化,DNA才是使R型细菌转化为S型细菌的物质。
(2)实现转化的遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R型细菌。
1.明晰肺炎双球菌转化实验的易错点
(1)加热并没有使DNA完全失去活性: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在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
(2)并非所有的R型细菌都能被转化,只是少部分R型细菌转化成S型细菌。
(3)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死,而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。
2.比较“两个”转化实验的“三个”不同特点
角度 基于肺炎双球菌的体内转化实验,考查科学思维及科学探究
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
[多维解题]
D 解析:S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜而后者不具有,故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A合理;被加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏,而分离出的S型细菌有毒性,即具备活性蛋白,可推测出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中指导蛋白质的合成,B合理;加热可使蛋白质变性,由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知,S型细菌的遗传物质未受影响,即被加热杀死的S型细菌蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响,C合理;S型细菌的DNA经DNA酶处理后,无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程,故与R型细菌混合后,无法得到S型细菌,D不合理。
2.(2023·江苏徐州模拟)如图为肺炎双球菌不同品系间的转化,在R型细菌转化为S型细菌的过程中,有关叙述错误的是( )
A.加热后杀死的S型细菌