第三章 第一节 第1课时 肺炎链球菌转化实验-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一生物必修2遗传与进化教师用书（浙科版2019）

第1课时 肺炎链球菌转化实验 第三章 遗传的分子基础 <<< 学习目标 1.说出染色体的组成成分。 2.说明肺炎链球菌转化实验的过程和原理。 1.染色体的化学成分：由 、蛋白质和少量RNA组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白， 和 是染色体的主要成分。 梳理　教材新知 2.肺炎链球菌转化实验 (1)肺炎链球菌的类型及特点 致病的 ：有荚膜，菌落_____ 不致病的 ：无荚膜，菌落_____ DNA DNA 组蛋白 S型 光滑 R型 粗糙 (2)格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验 ①实验过程 ②实验结论：S型菌中的“ ”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。 活 患病致死 S型活菌 活 患病致死 S型活菌 转化因子 (3)艾弗里的离体细菌转化实验 ①实验过程 DNA不仅可以引起细菌的转化，而且 越高， 效率就越高。 ②实验结论： 是遗传物质， 赋予了生物的遗传特性。 纯度 转化 DNA DNA (1)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验得出DNA是“转化因子”的结论(　　) (2)S型菌导致人患肺炎的原因是其菌体外含有的荚膜有毒(　　) × × 提示　格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验证明了“转化因子”的存在，但并没有证明“转化因子”就是DNA。 提示　S型菌导致人患肺炎的原因是其菌体外含有的多糖荚膜能够抵抗人体免疫细胞的吞噬作用从而存活下来，并且在人体内大量繁殖，使人患肺炎。 判断正误 6 (3)艾弗里的肺炎链球菌转化实验结果表明，从活的S型菌中抽提的DNA、蛋白质和荚膜物质中，只有蛋白质能够把R型菌转化为S型菌 (　　) × 提示　艾弗里的肺炎链球菌转化实验结果表明，从活的S型菌中抽提的DNA、蛋白质和荚膜物质中，只有DNA能够把R型菌转化为S型菌。 判断正误 7 任务：肺炎链球菌转化实验分析 1.加热杀死的S型菌不能使小鼠患败血症，其蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？为什么？ 探究　核心知识 提示　不是；加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性永久失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低可以逐渐恢复活性。 2.格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活菌与加热杀死的S型菌混合注射到小鼠体内后，小鼠患病致死，从死亡的小鼠体内是否只分离出S型活菌？ 提示　从死亡的小鼠体内可分离出S型活菌和R型活菌。 3.用DNA酶处理S型菌的细胞提取液之后再与R型活菌混合培养，为什么培养皿中只有R型菌？ 提示　DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。 9 4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中是否四组都发生了R型菌的转化？发生转化的原因是什么？ 提示　不是都发生了R型菌的转化，只有加入DNA的那一组发生了R型菌的转化；发生转化的原因是R型菌得到了S型菌的DNA。 关于肺炎链球菌转化实验的几点说明 核心归纳 (1)活体肺炎链球菌转化实验 ①能证明“转化因子”可耐受高温和加热的作用原理 加热后，“转化因子”仍具有转化能力，可以证明“转化因子”可耐受高温。 ②加热会使蛋白质变性失活，这种失活不可逆 由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低时，DNA的结构会恢复，进而恢复活性。 关于肺炎链球菌转化实验的几点说明 核心归纳 ③并非所有的R型菌都能被转化 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，所以转化过程中并不是所有的R型菌都能被转化成S型菌，只是小部分R型菌被转化成S型菌。 ④不能简单认为S型菌的DNA使小鼠死亡 S型菌与R型菌混合培养时，S型菌的DNA进入R型菌体内。结果在S型菌DNA的控制下，利用R型菌体内的化学成分合成了S型菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型菌。 关于肺炎链球菌转化实验的几点说明 核心归纳 (2)离体细菌转化实验 ①R型菌发生转化，这种变异是一种可遗传变异，原理是S型菌的DNA与R型菌的DNA发生了基因重组。 ②离体细菌转化实验的成功与否与DNA的纯度有比较大的关联，DNA纯度越高，成功的可能性越大。 1.(2023·嘉兴高一联考)肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是 A.R型菌的菌体外面有多糖类的 荚膜，而S型菌的菌体外面无 荚膜 B.DNA经加热后失活，因而注射加热杀死的S型菌后小鼠仍存活 C.从患病致死的小鼠血液中分离得到的肺炎链球菌全为S型菌 D.该实验不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的 √ 落实　思维方法 S型菌的菌体外面有多糖类的 胶状荚膜，R型菌的菌体外面 没有荚膜，A错误； 加热杀死的S型菌失去毒性， 所以注射加热杀死的S型菌后小鼠仍存活，B错误； 活体转化实验中只有少量R型菌转化为S型菌，故从患病致死的小鼠血液中分离得到的肺炎链球菌有S型菌和R型菌，C错误； 该实验证明加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌，并未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正确。 2.(2024·浙江金兰教育高一期中)下列有关肺炎链球菌的转化实验的说法，正确的是 A.加热杀死的S型菌和R型活菌混合后注入小鼠体内，从患病致死的小鼠 血液中提取到的细菌全都是S型活菌 B.将S型菌的细胞提取物加入含有R型菌的培养基中，结果培养基中出现 少量S型菌菌落 C.S型菌导致人患肺炎的原因是其菌落外含有的荚膜起到了保护的作用 D.格里菲思实验证明了DNA是遗传物质 √ 加热杀死的S型菌和R型活菌混合后注入小鼠体内，从患病致死的小鼠血液中提取到的细菌是S型活菌和R型活菌，A错误； 将S型菌的细胞提取物加入含有R型菌的培养基中，由于提取物中有“转化因子”，因此培养基中会出现S型菌菌落，B正确； S型菌的菌体外有荚膜，而非菌落外，C错误； 格里菲思的实验证明存在“转化因子”，但没有证明“转化因子”是哪种物质，D错误。 网络构建 课时对点练 19 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D A D C A B D 题号 9 　10 答案 A 　D 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 20 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题号 11 答案 (1)格里菲思的活体肺炎链球菌转化　转化因子　(2)从活的S型菌中抽提并分离出DNA、蛋白质和荚膜物质　(3)DNA是遗传物质　(4)催化从S型菌中提取的DNA的降解　培养基中只长R型菌　(5)蛋白质、荚膜不是遗传物质　培养基中只长R型菌　蛋白质、荚膜不是遗传物质 题号 12 答案 (1)S型菌中的某种物质(转化因子)能使R型菌转化成S型菌　(2)①在B组中加入提取出的S型菌DNA　在C组中加入提取的S型菌DNA和DNA酶　②A、C组中未出现S型菌，B组培养基中出现S型菌　③使R型菌转化为S型菌的物质是DNA　(3)①结构简单、繁殖快、容易培养(两点即可)　②设法把DNA与蛋白质分开实验　③细菌的培养技术、物质的提纯和分离技术 21 题组一　格里菲思肺炎链球菌转化实验 1.(2023·金华高一期中)1928年，英国细菌学家格里菲思首先进行了活体肺炎链球菌转化实验。该实验未能证明DNA是“转化因子”的原因是 A.实验组小鼠数量太少，有偶然性 B.加热杀死S型菌的同时使蛋白质失活了 C.加热杀死S型菌的同时使DNA失活了 D.S型菌含多种物质，未将其分离单独观察 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 格里菲思利用活体小鼠，只能证明S型菌中存在“转化因子”能将R型菌转化为S型菌，导致小鼠死亡，但是究竟是哪种物质将R型菌转变为S型菌未知，S型菌含多种物质，未将其分离单独观察，是活体肺炎链球菌转化实验未能证明DNA是转化因子的原因。 答案 对点训练 2.(2024·浙里特色联盟高一期中)人类肺炎和小鼠败血症的病原体分别是 A.S型肺炎链球菌菌株和R型肺炎链球菌菌株 B.R型肺炎链球菌菌株和S型肺炎链球菌菌株 C.R型肺炎链球菌菌株和R型肺炎链球菌菌株 D.S型肺炎链球菌菌株和S型肺炎链球菌菌株 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 肺炎链球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，不同类型的肺炎链球菌毒性不同，S型菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，在众多的肺炎链球菌菌株中，S型菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型，D符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 3.(2024·浙江钱塘联盟高一期中)下列有关“肺炎链球菌的活体(体内)转化实验”的叙述，错误的是 A.该实验可说明S型菌的遗传物质是DNA B.S型菌能在培养基上长成光滑的菌落 C.R型活菌不会使小鼠患败血症死亡 D.加热杀死的S型菌存在转化因子能使R型活菌发生转化 √ 该实验可说明存在“转化因子”，但不能说明S型菌的遗传物质是DNA，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 题组二　艾弗里肺炎链球菌转化实验 4.肺炎链球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，无荚膜的无毒性。如图是所做的细菌转化实验，下列相关说法错误的是 A.能导致小鼠死亡的有a、d两组 B.通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA 而不是蛋白质 C.d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗 传给后代 D.d组产生的后代只有有毒性的肺炎链球菌 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 d组只有部分R型菌可转化为S型菌，故d组产生的后代有有毒性的和无毒性的肺炎链球菌，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 阅读下列材料，完成第5、6小题。 材料一　1928年，英国细菌学家格里菲思发现了肺炎链球菌的转化现象。格里菲思用肺炎链球菌感染小鼠，实验过程及结果如图所示。格里菲思认为加热杀死的S型菌体内的某种物质可使R型菌转化为S型菌，并将这种物质称为“转化因子”。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 材料二　1944年，美国细菌学家艾弗里和他的同事们宣布S型菌体内具有转化活性的物质为DNA。他们对S型菌的粗提取液进行多次分离和提纯，并测定提纯物的转化能力，其结果均指向了同一物质——脱氧核糖核酸。为进一步确定该物质，他们用不同的酶去破坏该物质的生物活性，结果表明蛋白酶、RNA酶等对该物质的生物活性无影响，但DNA酶可以使该物质失去转化能力。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 5.根据材料一肺炎链球菌活体转化实验结果图，下列相关叙述错误的是 A.若a组处理改为S型菌与DNA酶混合， 则实验结果为小鼠死亡 B.若b组处理改为R型菌与DNA酶混合， 则实验结果为小鼠活 C.若c组处理改为S型菌加热杀死后与 DNA酶混合，则实验结果为小鼠死亡 D.若d组处理改为S型菌的DNA与活的R型菌混合，则小鼠死亡的时间可 能提前 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 若a组处理改为S型菌与DNA酶混合， 由于DNA酶无法水解活的S型菌的 DNA，S型菌仍有致死性，则实验 结果为小鼠死亡，A正确； 若b组处理改为R型菌与DNA酶混 合，由于DNA酶无法水解活的R型 菌的DNA，R型菌仍能存活，实验结果为小鼠活，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 若c组处理改为S型菌加热杀死后与DNA酶混合，加热杀死的S型菌不再有毒性，则实验结果为小鼠活，C错误； 若d组处理改为S型菌的DNA与活的R型菌混合，将加快R型菌转化为有毒的S型菌，则小鼠死亡的时间可能提前，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 6.下列关于艾弗里所做的离体细菌转化实验的叙述，错误的是 A.该实验用到了分离、提纯、离心和同位素示踪等技术 B.分离得到的各种物质需要分别与活的R型菌进行混合培养，以完成相 关转化实验 C.蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA 不是“转化因子” D.DNA酶处理S型菌的粗提取液后，S型菌失去转化能力，表明DNA是促 使转化的物质 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 艾弗里的离体细菌转化实验运用了物质提纯和鉴定技术、细菌培养技术等，但没有采用同位素示踪技术，A错误； 艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验分离得到的DNA、蛋白质和荚膜等物质分别与活的R型菌进行混合培养，来观察是否能完成转化作用，B正确； 蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不能完成转化作用，不是“转化因子”，C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 DNA酶处理S型菌的粗提取液，会将DNA水解，失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 7.(2023·绍兴高一统考)如图为肺炎链球菌离体转化实验示意图，下列有关叙述正确的是 A.该实验是发现细菌转化现象的 最早证据来源 B.四支试管中最初接种培养的都 应该是R型肺炎链球菌 C.用于裂解和分离的S型肺炎链球菌需经加热杀死处理 D.预计4号管中会出现R型和S型两种肺炎链球菌 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 该实验是证实DNA是遗传物 质的最早证据来源，A错误； 四支试管中最初接种培养R 型肺炎链球菌，然后分别加 入DNA、蛋白质、糖类，就 能确定哪一种物质能将R型菌转化为S型菌，B正确； 用于裂解和分离的S型肺炎链球菌可以不经加热杀死处理，只要能将S型菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离提取出来就可以，C错误； 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4号管加入了DNA酶，将DNA分解，而DNA是将R型菌转化为S型菌的物质，因此预计4号管中只会出现R型肺炎链球菌，D错误。 答案 对点训练 8.(2020·浙江6月选考，12)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是 A.活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传 B.活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌 C.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定 遗传 D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S 型菌 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 肺炎链球菌活体转化实验中，由R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A错误； 活体转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B错误； 离体转化实验中，蛋白质不能使R型菌转化成S型菌，C错误； 离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物中的DNA被水解，因此其不能使R型菌转化成S型菌，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 9.(2024·温州高一期末)某研究小组制备了S型菌提取液，首先用氯仿去除蛋白质，再与活的R型菌混合；在去除蛋白质的提取液中加入相应的酶去除荚膜多糖，并再次与活的R型菌混合。下列叙述错误的是 A.上述2次转化结果均不出现S型菌 B.制备的S型菌提取液含蛋白质、DNA等物质 C.上述实验无法得出DNA是转化因子 D.可加入DNA酶继续进行下一步探究 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 用氯仿去除蛋白质，但仍然有S型菌DNA，可能出现S型菌，A错误。 答案 综合强化 10.(2023·宁波高一期末)格里菲思和艾弗里两位科学家利用肺炎链球菌对遗传物质展开探索。下列叙述正确的是 A.R型菌外面有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落 B.两位科学家均设法分开DNA和蛋白质，让其单独作用进行对比 C.格里菲思实验证明S型肺炎链球菌的DNA能使R型菌发生转化 D.艾弗里实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 R型菌外面没有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落，A错误； 格里菲思做的是活体转化实验，没有设法分开DNA和蛋白质，B错误；格里菲思实验证明S型肺炎链球菌存在转化因子使得R型菌可以转变为S型菌，但没有证明转化因子是DNA，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 11.如图甲为艾弗里等人所做的肺炎链球菌转 化实验的部分图解。请据图回答下列问题： (1)该实验是在___________________________ 实验的基础上进行的，其目的是证明________的化学成分。 (2)在对R型菌进行培养之前，必须首先进行的工作是_________________ _________________________________。 (3)依据图甲所示的实例，可以做出________________的假设。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 格里菲思的活体肺炎链球菌转化 转化因子 提并分离出DNA、蛋白质和荚膜物质 从活的S型菌中抽 DNA是遗传物质 答案 综合强化 (4)为验证上面的假设，他们设计了如图乙所示的实验，该实验中加入DNA酶的目的是______________________________，他们观察到的实验现象是__________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 催化从S型菌中提取的DNA的降解 培养基中只长R型菌 答案 综合强化 (5)通过上述甲、乙两组实验，仍然不能说明________________________，为此他们设计了另一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是__________________，该实验能够说明__________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 蛋白质、荚膜不是遗传物质 培养基中只长R型菌 蛋白质、荚膜不是遗传物质 答案 综合强化 12.“肺炎链球菌转化实验”是科学家对生物遗传物质的探究过程中的一个实验。 (1)某人曾重复了“肺炎链球菌转化 实验”，步骤如下： a.将一部分S型菌加热杀死； b.配制符合要求的培养基，并分为若 干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 c.将接种后的培养装置放在适宜温 度下培养一段时间，观察菌落生长 情况，发现在第4组培养装置中有S 型菌。 本实验得出的结论是____________ _____________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S型菌中的某 种物质(转化因子)能使R型菌转化成S型菌 答案 综合强化 据实验可知，单独培养R型菌的 培养基上不会出现S型菌，单独 接种加热杀死的S型菌，培养基 上也不会出现活的S型菌，只有 接种加热杀死的S型菌与正常的 R型菌，培养基上才会出现S型菌，说明死亡的S型菌含有转化因子，可以使R型菌转化为S型菌。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 (2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型菌转化成S型菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。 材料用具：R型菌、S型菌、DNA酶、蒸馏水、制备培养基所需的原料。 ①实验设计方案： 第一步：从S型菌中提取DNA； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 第二步：配制符合要求的培养基，将其均分为三组，标为A、B、C，请将处理方法填写在表格中： 组合编号 A B C 处理方法 不加任何提取物     在B组中加入提取出的S型菌DNA 在C组中加入提取的S型菌DNA和DNA酶 第三步：将R型菌分别接种到三组培养基上； 第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 利用DNA酶做试剂，验证“促进R型菌转化成S型菌的物质是DNA”，可提取S型菌的DNA，进行是否使用DNA酶处理的对照实验，并与不加任何提取物进行对照，分别与R型菌混合培养，观察后代是否会出现S型菌。因此B组培养基可加入提取出的S型菌DNA，C组加入提取的S型菌DNA和DNA酶。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 综合强化 ②预测实验结果：____________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A、C组中未出现S型菌，B组培养基中出现S型菌 S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，DNA酶会使DNA水解，使之失去功能，据此可推测A、C组中未出现S型菌，B组培养基中出现S型菌。 答案 综合强化 ③得出结论：________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 使R型菌转化为S型菌的物质是DNA 对比三组实验，可证明使R型菌转化为S型菌的物质是DNA。 答案 综合强化 (3)回答下列问题： ①“肺炎链球菌转化实验”以细菌为实验材料，主要是由于细菌具有_____________________________________等优点(写出两点)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 结构简单、繁殖快、容易培养(两点即可) 细菌结构简单，繁殖较快，容易培养，短期内可得到大量的细菌群体，因此常用于遗传学实验。 答案 综合强化 ②艾弗里实验最为关键的设计思路：___________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设法把DNA与蛋白质分开实验 艾弗里实验最为关键的设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，分别观察它们在R型菌转化实验中的作用。 答案 综合强化 ③写出艾弗里实验采用的主要技术手段：___________________________ ___________(写出两种)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 细菌的培养技术、物质的提纯 和分离技术 艾弗里实验采用的主要技术手段包括细菌的培养技术、物质的提纯和分离技术。 答案 综合强化 第三章 遗传的分子基础 <<< $$ 第一节　核酸是遗传物质 第1课时　肺炎链球菌转化实验 [学习目标]　1.说出染色体的组成成分。2.说明肺炎链球菌转化实验的过程和原理。 1．染色体的化学成分：由DNA、蛋白质和少量RNA组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白，DNA和组蛋白是染色体的主要成分。 2．肺炎链球菌转化实验 (1)肺炎链球菌的类型及特点 (2)格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验 ①实验过程 ②实验结论：S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。 (3)艾弗里的离体细菌转化实验 ①实验过程 DNA不仅可以引起细菌的转化，而且纯度越高，转化效率就越高。 ②实验结论：DNA是遗传物质，DNA赋予了生物的遗传特性。 判断正误 (1)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验得出DNA是“转化因子”的结论(　　) (2)S型菌导致人患肺炎的原因是其菌体外含有的荚膜有毒(　　) (3)艾弗里的肺炎链球菌转化实验结果表明，从活的S型菌中抽提的DNA、蛋白质和荚膜物质中，只有蛋白质能够把R型菌转化为S型菌(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)× 提示　(1)格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验证明了“转化因子”的存在，但并没有证明“转化因子”就是DNA。(2)S型菌导致人患肺炎的原因是其菌体外含有的多糖荚膜能够抵抗人体免疫细胞的吞噬作用从而存活下来，并且在人体内大量繁殖，使人患肺炎。(3)艾弗里的肺炎链球菌转化实验结果表明，从活的S型菌中抽提的DNA、蛋白质和荚膜物质中，只有DNA能够把R型菌转化为S型菌。 任务：肺炎链球菌转化实验分析 1．加热杀死的S型菌不能使小鼠患败血症，其蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？为什么？ 提示　不是；加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性永久失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低可以逐渐恢复活性。 2．格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活菌与加热杀死的S型菌混合注射到小鼠体内后，小鼠患病致死，从死亡的小鼠体内是否只分离出S型活菌？ 提示　从死亡的小鼠体内可分离出S型活菌和R型活菌。 3．用DNA酶处理S型菌的细胞提取液之后再与R型活菌混合培养，为什么培养皿中只有R型菌？ 提示　DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构，使其丧失转化功能。 4．艾弗里的肺炎链球菌转化实验中是否四组都发生了R型菌的转化？发生转化的原因是什么？ 提示　不是都发生了R型菌的转化，只有加入DNA的那一组发生了R型菌的转化；发生转化的原因是R型菌得到了S型菌的DNA。 　关于肺炎链球菌转化实验的几点说明 (1)活体肺炎链球菌转化实验 ①能证明“转化因子”可耐受高温和加热的作用原理 加热后，“转化因子”仍具有转化能力，可以证明“转化因子”可耐受高温。 ②加热会使蛋白质变性失活，这种失活不可逆 由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低时，DNA的结构会恢复，进而恢复活性。 ③并非所有的R型菌都能被转化 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，所以转化过程中并不是所有的R型菌都能被转化成S型菌，只是小部分R型菌被转化成S型菌。 ④不能简单认为S型菌的DNA使小鼠死亡 S型菌与R型菌混合培养时，S型菌的DNA进入R型菌体内。结果在S型菌DNA的控制下，利用R型菌体内的化学成分合成了S型菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型菌。 (2)离体细菌转化实验 ①R型菌发生转化，这种变异是一种可遗传变异，原理是S型菌的DNA与R型菌的DNA发生了基因重组。 ②离体细菌转化实验的成功与否与DNA的纯度有比较大的关联，DNA纯度越高，成功的可能性越大。 1．(2023·嘉兴高一联考)肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．R型菌的菌体外面有多糖类的荚膜，而S型菌的菌体外面无荚膜 B．DNA经加热后失活，因而注射加热杀死的S型菌后小鼠仍存活 C．从患病致死的小鼠血液中分离得到的肺炎链球菌全为S型菌 D．该实验不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的 答案　D 解析　S型菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，R型菌的菌体外面没有荚膜，A错误；加热杀死的S型菌失去毒性，所以注射加热杀死的S型菌后小鼠仍存活，B错误；活体转化实验中只有少量R型菌转化为S型菌，故从患病致死的小鼠血液中分离得到的肺炎链球菌有S型菌和R型菌，C错误；该实验证明加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌，并未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正确。 2．(2024·浙江金兰教育高一期中)下列有关肺炎链球菌的转化实验的说法，正确的是(　　) A．加热杀死的S型菌和R型活菌混合后注入小鼠体内，从患病致死的小鼠血液中提取到的细菌全都是S型活菌 B．将S型菌的细胞提取物加入含有R型菌的培养基中，结果培养基中出现少量S型菌菌落 C．S型菌导致人患肺炎的原因是其菌落外含有的荚膜起到了保护的作用 D．格里菲思实验证明了DNA是遗传物质 答案　B 解析　加热杀死的S型菌和R型活菌混合后注入小鼠体内，从患病致死的小鼠血液中提取到的细菌是S型活菌和R型活菌，A错误；将S型菌的细胞提取物加入含有R型菌的培养基中，由于提取物中有“转化因子”，因此培养基中会出现S型菌菌落，B正确；S型菌的菌体外有荚膜，而非菌落外，C错误；格里菲思的实验证明存在“转化因子”，但没有证明“转化因子”是哪种物质，D错误。 课时对点练　[分值：100分] 第1～4题，每题6分；第5～10题，每题7分，共66分。 题组一　格里菲思肺炎链球菌转化实验 1．(2023·金华高一期中)1928年，英国细菌学家格里菲思首先进行了活体肺炎链球菌转化实验。该实验未能证明DNA是“转化因子”的原因是(　　) A．实验组小鼠数量太少，有偶然性 B．加热杀死S型菌的同时使蛋白质失活了 C．加热杀死S型菌的同时使DNA失活了 D．S型菌含多种物质，未将其分离单独观察 答案　D 解析　格里菲思利用活体小鼠，只能证明S型菌中存在“转化因子”能将R型菌转化为S型菌，导致小鼠死亡，但是究竟是哪种物质将R型菌转变为S型菌未知，S型菌含多种物质，未将其分离单独观察，是活体肺炎链球菌转化实验未能证明DNA是转化因子的原因。 2．(2024·浙里特色联盟高一期中)人类肺炎和小鼠败血症的病原体分别是(　　) A．S型肺炎链球菌菌株和R型肺炎链球菌菌株 B．R型肺炎链球菌菌株和S型肺炎链球菌菌株 C．R型肺炎链球菌菌株和R型肺炎链球菌菌株 D．S型肺炎链球菌菌株和S型肺炎链球菌菌株 答案　D 解析　肺炎链球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，不同类型的肺炎链球菌毒性不同，S型菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，在众多的肺炎链球菌菌株中，S型菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型，D符合题意。 3．(2024·浙江钱塘联盟高一期中)下列有关“肺炎链球菌的活体(体内)转化实验”的叙述，错误的是(　　) A．该实验可说明S型菌的遗传物质是DNA B．S型菌能在培养基上长成光滑的菌落 C．R型活菌不会使小鼠患败血症死亡 D．加热杀死的S型菌存在转化因子能使R型活菌发生转化 答案　A 解析　该实验可说明存在“转化因子”，但不能说明S型菌的遗传物质是DNA，A错误。 题组二　艾弗里肺炎链球菌转化实验 4．肺炎链球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，无荚膜的无毒性。如图是所做的细菌转化实验，下列相关说法错误的是(　　) A．能导致小鼠死亡的有a、d两组 B．通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 C．d组产生的有毒性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代 D．d组产生的后代只有有毒性的肺炎链球菌 答案　D 解析　d组只有部分R型菌可转化为S型菌，故d组产生的后代有有毒性的和无毒性的肺炎链球菌，D错误。 阅读下列材料，完成第5、6小题。 材料一　1928年，英国细菌学家格里菲思发现了肺炎链球菌的转化现象。格里菲思用肺炎链球菌感染小鼠，实验过程及结果如图所示。格里菲思认为加热杀死的S型菌体内的某种物质可使R型菌转化为S型菌，并将这种物质称为“转化因子”。 材料二　1944年，美国细菌学家艾弗里和他的同事们宣布S型菌体内具有转化活性的物质为DNA。他们对S型菌的粗提取液进行多次分离和提纯，并测定提纯物的转化能力，其结果均指向了同一物质——脱氧核糖核酸。为进一步确定该物质，他们用不同的酶去破坏该物质的生物活性，结果表明蛋白酶、RNA酶等对该物质的生物活性无影响，但DNA酶可以使该物质失去转化能力。 5．根据材料一肺炎链球菌活体转化实验结果图，下列相关叙述错误的是(　　) A．若a组处理改为S型菌与DNA酶混合，则实验结果为小鼠死亡 B．若b组处理改为R型菌与DNA酶混合，则实验结果为小鼠活 C．若c组处理改为S型菌加热杀死后与DNA酶混合，则实验结果为小鼠死亡 D．若d组处理改为S型菌的DNA与活的R型菌混合，则小鼠死亡的时间可能提前 答案　C 解析　若a组处理改为S型菌与DNA酶混合，由于DNA酶无法水解活的S型菌的DNA，S型菌仍有致死性，则实验结果为小鼠死亡，A正确；若b组处理改为R型菌与DNA酶混合，由于DNA酶无法水解活的R型菌的DNA，R型菌仍能存活，实验结果为小鼠活，B正确；若c组处理改为S型菌加热杀死后与DNA酶混合，加热杀死的S型菌不再有毒性，则实验结果为小鼠活，C错误；若d组处理改为S型菌的DNA与活的R型菌混合，将加快R型菌转化为有毒的S型菌，则小鼠死亡的时间可能提前，D正确。 6．下列关于艾弗里所做的离体细菌转化实验的叙述，错误的是(　　) A．该实验用到了分离、提纯、离心和同位素示踪等技术 B．分离得到的各种物质需要分别与活的R型菌进行混合培养，以完成相关转化实验 C．蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不是“转化因子” D．DNA酶处理S型菌的粗提取液后，S型菌失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质 答案　A 解析　艾弗里的离体细菌转化实验运用了物质提纯和鉴定技术、细菌培养技术等，但没有采用同位素示踪技术，A错误；艾弗里的肺炎链球菌离体转化实验分离得到的DNA、蛋白质和荚膜等物质分别与活的R型菌进行混合培养，来观察是否能完成转化作用，B正确；蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不能完成转化作用，不是“转化因子”，C正确；DNA酶处理S型菌的粗提取液，会将DNA水解，失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质，D正确。 7．(2023·绍兴高一统考)如图为肺炎链球菌离体转化实验示意图，下列有关叙述正确的是(　　) A．该实验是发现细菌转化现象的最早证据来源 B．四支试管中最初接种培养的都应该是R型肺炎链球菌 C．用于裂解和分离的S型肺炎链球菌需经加热杀死处理 D．预计4号管中会出现R型和S型两种肺炎链球菌 答案　B 解析　该实验是证实DNA是遗传物质的最早证据来源，A错误；四支试管中最初接种培养R型肺炎链球菌，然后分别加入DNA、蛋白质、糖类，就能确定哪一种物质能将R型菌转化为S型菌，B正确；用于裂解和分离的S型肺炎链球菌可以不经加热杀死处理，只要能将S型菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离提取出来就可以，C错误；4号管加入了DNA酶，将DNA分解，而DNA是将R型菌转化为S型菌的物质，因此预计4号管中只会出现R型肺炎链球菌，D错误。 8．(2020·浙江6月选考，12)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是(　　) A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传 B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌 C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传 D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌 答案　D 解析　肺炎链球菌活体转化实验中，由R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A错误；活体转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B错误；离体转化实验中，蛋白质不能使R型菌转化成S型菌，C错误；离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物中的DNA被水解，因此其不能使R型菌转化成S型菌，D正确。 9．(2024·温州高一期末)某研究小组制备了S型菌提取液，首先用氯仿去除蛋白质，再与活的R型菌混合；在去除蛋白质的提取液中加入相应的酶去除荚膜多糖，并再次与活的R型菌混合。下列叙述错误的是(　　) A．上述2次转化结果均不出现S型菌 B．制备的S型菌提取液含蛋白质、DNA等物质 C．上述实验无法得出DNA是转化因子 D．可加入DNA酶继续进行下一步探究 答案　A 解析　用氯仿去除蛋白质，但仍然有S型菌DNA，可能出现S型菌，A错误。 10．(2023·宁波高一期末)格里菲思和艾弗里两位科学家利用肺炎链球菌对遗传物质展开探索。下列叙述正确的是(　　) A．R型菌外面有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落 B．两位科学家均设法分开DNA和蛋白质，让其单独作用进行对比 C．格里菲思实验证明S型肺炎链球菌的DNA能使R型菌发生转化 D．艾弗里实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质 答案　D 解析　R型菌外面没有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落，A错误；格里菲思做的是活体转化实验，没有设法分开DNA和蛋白质，B错误；格里菲思实验证明S型肺炎链球菌存在转化因子使得R型菌可以转变为S型菌，但没有证明转化因子是DNA，C错误。 11．(18分)如图甲为艾弗里等人所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。请据图回答下列问题： (1)该实验是在__________________________实验的基础上进行的，其目的是证明________________的化学成分。 (2)在对R型菌进行培养之前，必须首先进行的工作是_____________________________。 (3)依据图甲所示的实例，可以做出______________________的假设。 (4)为验证上面的假设，他们设计了如图乙所示的实验，该实验中加入DNA酶的目的是________________________________________________________________________________________，他们观察到的实验现象是_______________________________________________。 (5)通过上述甲、乙两组实验，仍然不能说明________________________，为此他们设计了另一实验(如图丙所示)，他们观察到的实验现象是__________________，该实验能够说明________________________________________________________________________。 答案　(1)格里菲思的活体肺炎链球菌转化　转化因子　(2)从活的S型菌中抽提并分离出DNA、蛋白质和荚膜物质　(3)DNA是遗传物质　(4)催化从S型菌中提取的DNA的降解　培养基中只长R型菌　(5)蛋白质、荚膜不是遗传物质　培养基中只长R型菌　蛋白质、荚膜不是遗传物质 12．(16分)“肺炎链球菌转化实验”是科学家对生物遗传物质的探究过程中的一个实验。 (1)某人曾重复了“肺炎链球菌转化实验”，步骤如下： a．将一部分S型菌加热杀死； b．配制符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)； c．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况，发现在第4组培养装置中有S型菌。 本实验得出的结论是___________________________________________________________。 (2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型菌转化成S型菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。 材料用具：R型菌、S型菌、DNA酶、蒸馏水、制备培养基所需的原料。 ①实验设计方案： 第一步：从S型菌中提取DNA； 第二步：配制符合要求的培养基，将其均分为三组，标为A、B、C，请将处理方法填写在表格中： 组合编号 A B C 处理方法 不加任何提取物 第三步：将R型菌分别接种到三组培养基上； 第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。 ②预测实验结果：________________________________________________________________。 ③得出结论：_________________________________________________________________。 (3)回答下列问题： ①“肺炎链球菌转化实验”以细菌为实验材料，主要是由于细菌具有____________________等优点(写出两点)。 ②艾弗里实验最为关键的设计思路：________________________________________________。 ③写出艾弗里实验采用的主要技术手段：__________________________________(写出两种)。 答案　(1)S型菌中的某种物质(转化因子)能使R型菌转化成S型菌　(2)①在B组中加入提取出的S型菌DNA　在C组中加入提取的S型菌DNA和DNA酶　②A、C组中未出现S型菌，B组培养基中出现S型菌　③使R型菌转化为S型菌的物质是DNA　(3)①结构简单、繁殖快、容易培养(两点即可)　②设法把DNA与蛋白质分开实验　③细菌的培养技术、物质的提纯和分离技术 解析　(1)据实验可知，单独培养R型菌的培养基上不会出现S型菌，单独接种加热杀死的S型菌，培养基上也不会出现活的S型菌，只有接种加热杀死的S型菌与正常的R型菌，培养基上才会出现S型菌，说明死亡的S型菌含有转化因子，可以使R型菌转化为S型菌。(2)①利用DNA酶做试剂，验证“促进R型菌转化成S型菌的物质是DNA”，可提取S型菌的DNA，进行是否使用DNA酶处理的对照实验，并与不加任何提取物进行对照，分别与R型菌混合培养，观察后代是否会出现S型菌。因此B组培养基可加入提取出的S型菌DNA，C组加入提取的S型菌DNA和DNA酶。②S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，DNA酶会使DNA水解，使之失去功能，据此可推测A、C组中未出现S型菌，B组培养基中出现S型菌。③对比三组实验，可证明使R型菌转化为S型菌的物质是DNA。(3)①细菌结构简单，繁殖较快，容易培养，短期内可得到大量的细菌群体，因此常用于遗传学实验。②艾弗里实验最为关键的设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，分别观察它们在R型菌转化实验中的作用。③艾弗里实验采用的主要技术手段包括细菌的培养技术、物质的提纯和分离技术。 学科网（北京）股份有限公司 $$