内容正文:
第六单元 遗传的物质基础
第1讲 DNA是主要的遗传物质
课标解读
核心素养
总结人类对遗传物质的探索过程
生命观念
DNA的结构与其作为遗传物质的功能相适应
科学思维
分析总结肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
科学探究
分析人类对遗传物质探索的实验设计思路
考点一 肺炎链球菌的转化实验
1.实验材料:两种肺炎链球菌。
2.格里菲思的体内转化实验。
提醒 ①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。
②该实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”,但“转化因子”的本质不清楚。
3.艾弗里的体外转化实验。
提醒 ①涉及细菌培养技术、物质提纯和鉴定技术等。
②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是指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(属于广义上的)。
③加热并没有使DNA完全失去活性:加热致死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。
正误判断
(1)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌。 (×)
(2)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。 (×)
(3)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。 (√)
(4)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。 (√)
(5)在生命科学发展过程中,肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。 (√)
(6)艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 (×)
(7)肺炎链球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开,分别观察其遗传作用。 (√)
教材微点
1.(必修2 P43“图3-2”)若将加热致死的R型细菌与S型活细菌混合后注射到小鼠体内,不能(填“能”或“不能”)从小鼠体内分离出R型活细菌,原因是S型细菌不能转化为R型细菌。
2.(必修2 P43“图3-2”)格里菲思第四组实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,则:
(1)ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体,致使R型细菌数量减少。
(2)bc段R型细菌数量增多的原因是b之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造成R型细菌大量繁殖。
(3)后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。
长句突破
1.(科学思维)[2017·全国卷Ⅰ,T38(5)改编]艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。
2.在体内转化实验中,如果没有第三组实验(注射加热致死的S型细菌,小鼠不死亡),不能得出格里菲思的结论,因为无对照实验,不能说明加热致死的S型细菌中含有促使R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。
肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
角度 围绕肺炎链球菌转化实验,考查科学探究能力
1.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热致死的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型细菌相比,S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热致死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.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
解析 在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热致死的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,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,后者不具有多糖类的荚膜,故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A项合理;加热致死的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项合理;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,即加热致死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响,C项合理;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项不合理。
答案 D
2.(2023·朝阳区模拟) 为研究使R型细菌转化为S型细菌的转化因子的化学本质,某科研小组进行