内容正文:
第1课 DNA是主要的遗传物质
素养目标
1.通过遗传物质的发现历程,理解生命的延续和发展。(生命观念)
2.通过比较肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验,总结人类对遗传物质探索实验的设计思路。(科学思维、科学探究)
考点一 肺炎链球菌的转化实验
授课提示:对应学生用书第175页
1.肺炎链球菌的类型
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
(3)减法原理:在对照实验中,与常态比较,人为去除某种影响因素称为“减法原理”。例如,在艾弗里的实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
1.(必修2第43页“相关信息”)有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。(√)
2.(必修2第43页图32)格里菲思实验中,第四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.(必修2第43页正文)格里菲思的实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(×)
4.(必修2第44页图33)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.(必修2第44页正文)艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(×)
1.(必修2第44页图33)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?
提示:转化时遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R型细菌。
2.(必修2第46页“思考·讨论”)从控制自变量的角度,艾弗里实验的基本思路是什么?在实际操作过程中最大的困难是什么?
提示:从控制自变量的角度,艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质,然后观察在没有这种物质的情况下,实验结果会有什么变化。最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
1.对比分析体内转化实验和体外转化实验
体内转化实验
体外转化实验
科学家
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌培养场所
小鼠体内
培养基(体外)
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性进行对照
S型细菌各成分的作用进行对照
实验构思
将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质酶解后,直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
结果观察
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
实验结论
S型细菌体内有转化因子
S型细菌的DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质
2.肺炎链球菌转化实验的4个易错点
(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型细菌被转化成S型细菌。
(3)肺炎链球菌体外转化实验利用的是减法原理,每个实验组特异性地去除一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质。
(4)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,而是具有致病性的S 型细菌可使小鼠致死。
突破点1 借助格里菲思体内转化实验考查科学思维及科学探究
1.(2021·全国乙卷,5)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
解析:与R型菌相比,S型菌有毒且菌体有荚膜多糖,推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;加热杀死的S型菌的转化因子进入R型菌中,并将部分R型菌转化成了S型菌,因为加热后蛋白质会变性而DNA热稳定性高,所以加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响,C正确;由于蛋白质功能丧失而DNA结构和功能仍能保持,因此推测S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成,B正确;DNA酶可以把S型菌的DNA水解,因此S型菌的DNA经DNA酶处理后的产物不能将R型菌转化成S型菌,D错误。
答案:D
2.(2023·江苏徐州模拟)如图表示肺炎链球菌不同品系间的转化,在R型菌转化为S型菌的过程中,有关叙述错误的是( )
A.加热杀死的S型菌中的拟核DNA降解为多个较短的DNA片段
B.转化产生的S型菌中的capS是由R型菌中的capR发生基因突变产生
C.S型菌因有荚膜的保护,所以小鼠的免疫系统不易将其清除
D.若将R型菌的DNA与S型菌混