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1、第5单元 遗传的分子基础,第15讲 DNA是主要的遗传物质,说明DNA分子是主要的遗传物质。,-4-,必备知识梳理,关键能力突破,肺炎双球菌转化实验 1.格里菲思的体内转化实验 (1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌。,-5-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)实验过程和结果:,-6-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)分析: 实验a、b说明R型活细菌无毒性,S型活细菌有毒性。 实验c说明加热杀死的S型细菌 无毒性 。 实验d说明无毒性的R型活细菌在与加热杀死的S型细菌混合后,转化为 有毒性的S型活细菌 ,并且这种性状的转化是 可以遗传 的。 (4)实验结论: 加热杀死的S型细菌中有转化因子 。
2、,-7-,必备知识梳理,关键能力突破,2.艾弗里的体外转化实验,-8-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)实验分别说明 荚膜多糖、蛋白质没有转化作用 。 (2)实验说明 DNA有转化作用 。 (3)实验在整组实验中起的作用是 对照 ,说明 DNA降解物没有转化作用 ,与实验对比除说明DNA是遗传物质外,还能说明 DNA只有保持分子结构的完整性才有转化作用 。,-9-,必备知识梳理,关键能力突破,3.比较肺炎双球菌体内和体外转化实验,-10-,必备知识梳理,关键能力突破,-11-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过科学家对肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验过程的分析,形
3、成DNA是遗传物质的观念。 2.科学思维运用归纳与概括、批判性思维等方法,理解肺炎双球菌转化实验的原理和方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。 3.科学探究分析肺炎双球菌转化实验的设计思想以及实验方法,培养实验设计及对结构分析的能力。,-12-,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)体内转化实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,据图分析回答下列问题。,(1)AB段R型细菌数量减少的原因是 小鼠体内形成大量的对抗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点之前,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
4、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。,-13-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 格里菲思实验分析 1.(2018浙江宁波十校期末联考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述错误的是( ) A.R型细菌转化为S型细菌后的DNA中,嘌呤与嘧啶碱基比例不变 B.整合到R型细菌内的DNA分子片段,可以直接表达出产物荚膜多糖 C.进入R型细菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点 D.S型细菌DNA整合到R型细菌内属于基因重组,答案,解析,-14-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 艾弗里实验分析 2.(2018江西上高
5、二中月考)科学家为探究转化因子的本质,进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是( ),-15-,必备知识梳理,关键能力突破,A.实验2只出现R型细菌菌落 B.实验1、3均出现R型细菌和S型细菌菌落 C.DNA是转化因子 D.DNA纯度越高转化效率就越高,答案,解析,-16-,必备知识梳理,关键能力突破,格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实验二)的三个“不同”,-17-,必备知识梳理,关键能力突破,噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料 T2噬菌体和大肠杆菌 。 (1)噬菌体的结构及生活方式,-18-,必备知识梳理,关键能力突破,(2)噬菌体的复制式增殖,2.实
6、验方法 同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。,-19-,必备知识梳理,关键能力突破,3.实验过程,-20-,必备知识梳理,关键能力突破,4.实验结果分析 5.结论: DNA 是遗传物质。,-21-,必备知识梳理,关键能力突破,教材拾遗(必修2第46页“思考与讨论”改编)(1)以细菌或病毒作为遗传物质探索实验的材料有何优点? 答案细菌和病毒作为实验材料,具有的优点是:个体很小,结构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物;病毒无细胞结构,只有核酸和蛋白质外壳。繁殖快。细菌2030 min就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖。 (2)尽管艾弗里
7、、赫尔希等人的实验方法不同,但其最关键的实验设计思路却有共同之处,你能否具体指出? 答案最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。,-22-,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对噬菌体侵染细菌的实验过程的分析,形成DNA是遗传物质的观念。 2.科学思维运用归纳与概括、批判性思维等方法,理解噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。 3.科学探究分析噬菌体侵染细菌实验的设计思想以及同位素标记法在实验中的应用,培养实验设计及对结构分析的能力。 4.社会责任领悟到人类对科学的认识是不断深化和不断完善的过程
8、。,-23-,必备知识梳理,关键能力突破,(科学思维)图1、图2为噬菌体侵染细菌实验图解及实验数据,据图回答下列问题。,-24-,必备知识梳理,关键能力突破,(1)选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,而不选择14C和18O进行标记的原因是 S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记,由于蛋白质和DNA都含有C和O,无法确认被标记的是何种物质 。 (2)搅拌、离心的目的在于 把蛋白质外壳和细菌分开,再分别检测其放射性 。图2中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是 作为对照组,以证明细菌未裂解 ,细胞外的32P含量有30%,原
9、因是 有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌 。,-25-,必备知识梳理,关键能力突破,(3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实验中含有少量放射性的原因是 可能由于搅拌不充分,离心时间过短、转速过低等原因,有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性 。 (4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含有较高放射性的原因是 保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高 。,
10、-26-,必备知识梳理,关键能力突破,考向1 噬菌体侵染细菌实验的结果分析 1.(2018江西景德镇月考)有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的说法,正确的是( ) A.选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其仅由蛋白质外壳和DNA组成 B.标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体 C.噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是自身的脱氧核苷酸 D.若噬菌体DNA复制了三次,则含有35S的子代噬菌体占总数的1/2,答案,解析,-27-,必备知识梳理,关键能力突破,T2噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 (1)32P噬菌体侵染大肠杆菌,-28-,必备知识梳理,关键能力突破
11、,(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌,-29-,必备知识梳理,关键能力突破,考向2 两个经典实验的分析 2.图甲所示是肺炎双球菌的体内转化实验,图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验,图丙所示是两小分子物质的结构式。下列相关分析正确的是( ),-30-,必备知识梳理,关键能力突破,A.图甲中将R型活细菌和S型死细菌的混合物注射到小鼠体内,R型细菌向S型细菌发生了转化,转化的原理是基因重组 B.图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气,离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离 C.用32P、35S标记噬菌体,被标记的部位分别是图丙中的 D.肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA是遗传物质,蛋白
12、质不是遗传物质,答案,解析,-31-,必备知识梳理,关键能力突破,比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验,-32-,1,2,3,1.关于“肺炎双球菌的转化实验”,下列叙述正确的是( ) A.R型菌与S型菌DNA混合后,转化是基因突变的结果 B.用S型菌DNA与活R型菌混合后,可能培养出S型菌和R型菌 C.用DNA酶处理S型菌DNA后与活R型菌混合,可培养出S型菌和R型菌 D.格里菲思用活R型菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内,可导致小鼠死亡,这就证明了DNA是遗传物质,4,5,答案,解析,-33-,1,2,3,2.将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡。该
13、小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况以及对此相关的叙述,正确的是( ) A.最可能是图1,小鼠的免疫调节致使R型细菌数量逐渐下降 B.最可能是图2,小鼠体内的S型细菌最初来自R型细菌的转化 C.最可能是图1,死亡小鼠体内只能分离出活的S型细菌 D.最可能是图2,小鼠体内S型细菌与R型细菌为共生关系,4,5,答案,解析,-34-,1,2,3,3.噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒,其增殖过程与噬菌体类似。某生物兴趣小组进行了下面的实验:标记噬藻体噬藻体与蓝藻混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述错误的是( ) A.完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻,以及既不含35S也不含32P的蓝藻 B
14、.标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻,再用此蓝藻培养噬藻体 C.步骤可让噬藻体(外壳)和蓝藻分开,使噬藻体(外壳)和蓝藻分别存在于上清液和沉淀中 D.侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料,合成子代噬藻体,4,5,答案,解析,-35-,1,2,3,4.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是( ) A.二者都应用了同位素示踪技术 B.二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应 C.艾弗里的实验设置了对照,赫尔希与蔡斯的实验没有对照 D.二者都诱发了DNA突变,4,5,答案,解析,
15、-36-,1,2,3,4,5,5.将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内,小鼠死亡,检查死鼠血样,发现其体内存在S型活菌。 (1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后,一般先要经过 的摄取和处理,将其内部隐蔽的抗原暴露出来,并呈递给T细胞。T细胞分泌 作用于B细胞。 (2)小鼠体内能产生抗肺炎双球菌抗体的细胞是 。与抗体合成、加工和分泌有关的细胞器有核糖体、 和线粒体。 (3)某生物兴趣小组计划验证格里菲思的体内转化实验,但是原来准备的4组小鼠因故逃走2组,经过思考,该小组决定先向A组注射R型活菌,B组注射加热杀死的S型细菌,A、B两组小鼠存活,再向A组注射S型活菌,向B组注射加热杀死的S型
16、细菌和R型活菌混合液。按照格里菲思的实验结果,该小组预测A组小鼠 ,B组小鼠 。但结果却是A、B两组均成活了。请尝试用免疫学的知识解释该结果: 。,-37-,1,2,3,4,5,答案 (1)吞噬细胞 淋巴因子 (2)浆细胞 内质网、高尔基体 (3)死亡 死亡 抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗或R型细菌的记忆细胞也能识别S型细菌或两种细菌有相同的抗原),-38-,1,2,3,4,5,解析 (1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后,一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理,将其抗原暴露出来并呈递给T细胞,T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞,促进B细胞增殖、分化为浆细胞,进而产生抗体。(2)抗体是由浆细胞产生的分泌蛋白。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成后经内质网和高尔基体加工后最终由细胞膜以胞吐的方式分泌到细胞外,这一过程需要消耗能量,因此
