内容正文:
第1讲 DNA是主要的遗传物质 (概念理清课)
课标要求
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上
[建知识体系]
[记核心语句]
1.格里菲思实验的结论:加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。
2.艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
3.噬菌体侵染细菌实验的两次标记:第一次标记大肠杆菌,分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌;第二次标记噬菌体,分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体。
4.证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路是设法将DNA和蛋白质等其他物质区分开,单独地、直接地观察它们各自的作用。
5.绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质。
系统学习(一) 肺炎链球菌的转化实验
主干知识·系统成
1.肺炎链球菌的类型(连线)
2.格里菲思的体内转化实验
(1)过程与现象
(2)结果分析
实验①②对比说明R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性;
实验②③对比说明被加热致死的S型细菌无致病性;
实验②③④对比说明R型活细菌可转化为S型活细菌。
(3)结论
加热致死的S型细菌,含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
[微提醒]
由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
3.艾弗里的体外转化实验
[澄清概念微练]
一、判断叙述正误
(1)格里菲思的转化实验直接证明了DNA是转化因子。(×)
(2)从格里菲思的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。(×)
(3)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的只有S型活细菌而无R型活细菌。(×)
(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。(√)
二、教材情境思考
(1)(必修2 P43正文)格里菲思的体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性失活?请说明理由。
提示:蛋白质变性失活,DNA没有失活。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恢复又逐渐恢复活性。
(2)(必修2 P44正文)艾弗里的体外转化实验中,设置“S型细菌的细胞提取物中加DNA酶”实验组的作用是什么?
提示:起对照作用。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,不能使R型细菌转化,可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化,说明DNA才是使R型细菌转化的物质。
科学思维·逻辑成
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
2.理解“转化”的两个关键点
转化的实质是基因重组而非基因突变
肺炎链球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组
S型细菌死亡的实质
加热使蛋白质变性,表现为细菌生命活动的终止;加热可以破坏DNA双链间的氢键,使DNA的双螺旋结构被破坏,在温度降低后又可恢复原结构,保持其作为遗传物质的功能
题点考法·训练到
1.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双(链)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
解析:选D 与R型菌相比,S型菌具有荚膜多糖,而S型菌有毒,故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A项推测合理;S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状,可推知S型菌的DNA进入R型菌细胞后能指导蛋白质的合成,B项推测合理;加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡,说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失,而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化,可知其DNA功能不受影响,C项推测合理;将S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA被水解为小分子物质,故与R型菌混合,不能得到S型菌,D项推测不合理。
2.(2022·浙江1月选考)S型肺炎双(链)球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培