1、第6單元17 DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)事件。第17課DNA是主要的遺傳物質(zhì)單擊講座人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程()一、肺炎球菌切換實(shí)驗(yàn)格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)基因切換實(shí)驗(yàn)avery體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)第二，噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)1.噬菌體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。巧妙地記住噬菌體增殖的過(guò)程吸入(附)遷移(口)三合成，組裝，釋放，再感染。第三，RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)1.流程和結(jié)果結(jié)論：RNA是遺傳物質(zhì)。四、DNA是主要遺傳物質(zhì)連續(xù)1.兩種肺炎球菌切換實(shí)驗(yàn)的結(jié)論(1)格里菲斯實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。(2)艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA是引起R型細(xì)菌

2、穩(wěn)定性變化的物質(zhì)。也就是說(shuō)，DNA是遺傳物質(zhì)。噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)茄子標(biāo)記(1)初級(jí)標(biāo)記：標(biāo)記大腸桿菌，用分別包含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌。(2)二次標(biāo)記：標(biāo)記噬菌體，分別培養(yǎng)成含有35S和32P的大腸桿菌。3.證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)茄子主要實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)想法想辦法分離DNA和蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)，單獨(dú)，直接觀察各自的作用。4.關(guān)于遺傳物質(zhì)的三個(gè)茄子問(wèn)題(1)真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)必須是DNA。(。(2)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。(3)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(。試驗(yàn)方法以實(shí)驗(yàn)分析為基礎(chǔ)，調(diào)查了肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn)1.肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)

3、化實(shí)驗(yàn)與體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較項(xiàng)目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)細(xì)菌在老鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)控制r型細(xì)菌和s型細(xì)菌的毒性控制對(duì)照s型細(xì)菌各成分的作用。巧妙的構(gòu)思通過(guò)加熱殺死的S型細(xì)菌注射到老鼠身上進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可以看出確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)換。純分離物質(zhì)后，直接、單獨(dú)地觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中的作用實(shí)驗(yàn)結(jié)論s型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”s型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系(1)使用的材料相同(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸(3)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都遵循控制原則，單變量原則2.實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展分析(1)在加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，蛋白質(zhì)變性變得旺盛，但其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后溫度降低，逐漸恢復(fù)活性。(

4、2)轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌的性質(zhì)可以遺傳，表明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。探討遺傳物質(zhì)是DNA，RNA，還是蛋白質(zhì)(1)基本設(shè)計(jì)理念：把DNA(或RNA)與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)觀察各自的作用。(2)基本設(shè)計(jì)原則：控制原則。視角11.(概念圖形類)(2016廣東惠州檢察官)下圖是肺炎雙球菌轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)的基本階段，以下相關(guān)說(shuō)法正確()A.需要加熱處理。各提取物應(yīng)分別與R型菌混合培養(yǎng)，并轉(zhuǎn)移到固體培養(yǎng)基中B.不進(jìn)行加熱處理，所有提取物要和R型菌一起培養(yǎng)，要轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基上C.轉(zhuǎn)入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)的結(jié)果只有s型或r型殖民地D.轉(zhuǎn)入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)的結(jié)果可能是s型、r型兩種茄子菌落分析：選擇d。圖1分離純化S型細(xì)菌

5、的各成分，不能加熱處理，將提取物分別與R型菌混合培養(yǎng)，在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，可以生產(chǎn)R型，S型兩種茄子菌。2.(原理判斷類)(2016福建廈門(mén)質(zhì)量檢測(cè))格里菲斯肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn)，以下敘述準(zhǔn)確A.加熱殺死的s型細(xì)菌和r型活細(xì)菌混合后，r型細(xì)菌全部轉(zhuǎn)化為s型細(xì)菌B.r型細(xì)菌能激活加熱殺死的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，引起毒性。C.牙齒實(shí)驗(yàn)證明DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是D.實(shí)驗(yàn)表明，S型細(xì)菌必須有某種因素，r型細(xì)菌才能遺傳轉(zhuǎn)化。分析：選擇d。加熱殺死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合后，部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，部分R型細(xì)菌產(chǎn)生新的R型細(xì)菌。a型細(xì)菌；被加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，蛋

6、白質(zhì)加熱變性后無(wú)法逆轉(zhuǎn)。b錯(cuò)誤；沒(méi)有對(duì)比蛋白質(zhì)和DNA的對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。不能證明DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)。c錯(cuò)了。實(shí)驗(yàn)表明，S型細(xì)菌必須有S型細(xì)菌，R型細(xì)菌可以轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，產(chǎn)生新的S型細(xì)菌。d正確。(圣雄甘地、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌、S型細(xì)菌)3.(西餐信息類)(2016北京重點(diǎn)初中開(kāi)學(xué)測(cè)試)艾弗里和同事們用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表所示。從表中可以看出()實(shí)驗(yàn)組編號(hào)接種平衡添加s型細(xì)菌物質(zhì)Petri盤(pán)子腸道菌狀況r蛋白質(zhì)r型r豆莢多糖r型rDNAr型，s型rDNA (DNA酶處理)r型A.無(wú)法證明s型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)基因切換因子B.說(shuō)明s型

7、細(xì)菌的莢果多糖具有酶活性C.和說(shuō)明s型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)基因切換因子D.說(shuō)明DNA是主要遺傳物質(zhì)分析：選擇c。含有r型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)。r型細(xì)菌不能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，說(shuō)明S型細(xì)菌中的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。表格的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說(shuō)明S型細(xì)菌的莢果多糖具有酶活性。b錯(cuò)了。與牙齒形成對(duì)照，表明DNA是S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，C是正確的。DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說(shuō)明DNA是主要遺傳物質(zhì)。d錯(cuò)誤。4.(實(shí)驗(yàn)裝置道類)肺炎雙球菌有多種茄子類型，有莢膜的S型菌具有毒性，可引起肺炎或老鼠敗血癥死亡，沒(méi)有莢膜的R型菌沒(méi)有毒性。下圖顯示了細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。以下相關(guān)說(shuō)法是()A.c組為空白對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)結(jié)果小鼠沒(méi)有死

8、亡B.有甲和丁兩組可能因敗血癥而導(dǎo)致老鼠死亡C.e組實(shí)驗(yàn)表明，添加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后，試管中生長(zhǎng)了無(wú)毒R型菌。D.丁鳥(niǎo)不能制造有毒的肺炎雙球菌，傳給后代。分析：選擇d。含有莢果的肺炎雙球菌為甲、乙、丁3組，煮沸后，含有莢果的肺炎雙球菌會(huì)失去毒性，因此只有甲、丁兩組會(huì)導(dǎo)致老鼠死亡。添加歐米加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后，在試管中生長(zhǎng)的是無(wú)毒R型菌，貞操產(chǎn)生的毒性肺炎雙球菌，由于遺傳物質(zhì)的變化，可以遺傳給后代。視角2以圖形分析或?qū)嶒?yàn)分析的形式調(diào)查肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展分析和應(yīng)用5.(實(shí)驗(yàn)流程圖)細(xì)菌轉(zhuǎn)換是指一種受體細(xì)菌直接從另一種供給體細(xì)菌中吸收含有特定基因的DNA片段，從而獲得供給體細(xì)菌相應(yīng)的遺傳特性(

9、如肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn))的現(xiàn)象。s型肺炎雙球菌具有莢膜，菌落光滑，可致病，對(duì)青霉素敏感。從多代培養(yǎng)的S型菌中分離出兩種茄子突變型：R型，莢膜，菌落粗糙，不致病。對(duì)青霉素有抗藥性的s型(記錄為PenrS型)。目前，PenrS型菌和R型菌正在進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，對(duì)結(jié)果的分析最合理。()A.甲組中的一些老鼠患有敗血癥，注射青霉素治療后都能恢復(fù)B.乙組可以觀察兩種茄子菌落，放入青霉素后，兩種茄子菌落繼續(xù)生長(zhǎng)。C.c組培養(yǎng)基中含有青霉素，因此生長(zhǎng)的菌落是PenrS型菌。D.由于DNA被水解，沒(méi)有轉(zhuǎn)基因切換因子，無(wú)菌菌落在D. dinggroup中生長(zhǎng)。分析：選擇d。甲組中的部分R型菌轉(zhuǎn)化為PenrS型菌，使部分

10、老鼠患上敗血癥，注射青霉素后老鼠無(wú)法恢復(fù)。乙組可以觀察到兩種茄子菌群，添加青霉素后，只有PenrS型菌落才能繼續(xù)生長(zhǎng)。瓶組培養(yǎng)基中含有青霉素，R型菌不能生長(zhǎng)或改變，因此沒(méi)有菌落出現(xiàn)。在鄭郡，PenrS型細(xì)菌的DNA被水解，沒(méi)有變形因子，R型菌對(duì)青霉素不耐受，無(wú)菌群落生長(zhǎng)。6.(原理判斷類)S型肺炎雙球菌的莢表面有多種抗原類型(如I、II、II等)的牙齒，不能通過(guò)突變?cè)谛扈雌渌乖愋椭g轉(zhuǎn)移。在特殊條件下，在離子上培養(yǎng)S II型肺炎雙球菌，可以分離R II型菌。Griffith將加熱殺死的S II型菌與R II型菌混合，同時(shí)注入老鼠，老鼠生病死亡，在生病的死老鼠體內(nèi)獲得活性S II型菌。單獨(dú)注

11、射加熱殺死的S 型菌沒(méi)有老鼠死亡。牙齒實(shí)驗(yàn)結(jié)果能支持的假設(shè)是。A.s 型細(xì)菌通過(guò)突變形成高溫型細(xì)菌B.s 型細(xì)菌由r型型細(xì)菌的突變形成C.r 型細(xì)菌轉(zhuǎn)化后形成s 型細(xì)菌D.加熱后s 型細(xì)菌可能沒(méi)有完全死亡。分析：選擇c。加熱殺死的S II型菌體和R II型菌體混合后，同時(shí)注入老鼠體內(nèi)，老鼠生病死了，在生病死了的老鼠體內(nèi)獲得活性S II型菌體。注射單獨(dú)加熱殺死的S 型菌，老鼠沒(méi)有死亡，這表明R II型菌被轉(zhuǎn)化，形成S II型菌。試驗(yàn)法2以同位素標(biāo)記為手段，調(diào)查噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)。1.艾弗里肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn)與細(xì)菌感染實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)想法的實(shí)驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)名稱艾弗里肺炎雙球菌切換實(shí)驗(yàn)。噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思

12、想想辦法把DNA和其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)，直接地研究每個(gè)不同的作用。設(shè)計(jì)原則比較原則和單變量原則處理方法的差異直接分離法：分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素(32P和35S)實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)2.噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析(1)標(biāo)記為32P的噬菌體感染大腸桿菌，上清液含有放射性的原因：保溫時(shí)間太短，部分噬菌體沒(méi)有感染大腸桿菌細(xì)胞，經(jīng)過(guò)離心，分布在上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。將噬菌體和大腸桿菌混合，用離心機(jī)分離，牙齒絕熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在大腸桿菌

13、內(nèi)增殖后，下位被釋放，分布在離心后的上清液中，有時(shí)在上清液中出現(xiàn)放射性。(2)標(biāo)記為35S的噬菌體滲透大腸桿菌，在沉淀物中有放射性的原因。不容易混合，含有35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，與細(xì)菌一起作為沉淀物離心。提示 1噬菌體蛋白質(zhì)含有沒(méi)有DNA的特殊元素S，因此將蛋白質(zhì)標(biāo)記為35S。噬菌體DNA中含有無(wú)蛋白質(zhì)的元素P，將DNA標(biāo)記為32P。DNA和蛋白質(zhì)都含有C，H，O，N元素，所以牙齒實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C，H，O，N元素。含有放射性標(biāo)記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)。病毒營(yíng)寄生，所以要先培養(yǎng)細(xì)菌，然后再培養(yǎng)成細(xì)菌。感染細(xì)菌的噬菌體的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但沒(méi)有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

14、探討遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)?！皟煞N茄子觀點(diǎn)”解決了感染細(xì)菌的同位素標(biāo)記問(wèn)題。視角1使用基礎(chǔ)判斷方式或圖片作為信息載體，調(diào)查細(xì)菌感染實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論。1.(表實(shí)驗(yàn)類)一名學(xué)生將甲、乙兩種茄子噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分離并重新組合成“雜合”噬菌體，分別感染大腸桿菌，預(yù)測(cè)了下噬菌體的表現(xiàn)形式。請(qǐng)參閱下表。這里預(yù)測(cè)正確的是()“雜交”噬菌體的組成實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果預(yù)期結(jié)果序號(hào)子代表示形式軍兵種：甲的DNA+乙的蛋白質(zhì)1與甲種一致2與乙種一致3與兵種一致丁宗：乙的DNA+甲的蛋白質(zhì)4與甲種一致5與乙種一致6與正宗一致A.2、4b.1、5C.2、5 D.3、6分析：選擇b。以DNA為遺傳物質(zhì)的噬菌體感染了細(xì)菌，蛋白質(zhì)

15、外殼就留在細(xì)菌外部，DNA被注入細(xì)菌，指導(dǎo)該噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA合成。因此，當(dāng)甲的DNA+乙的蛋白質(zhì)構(gòu)成的“雜合”噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，其兒子應(yīng)該表現(xiàn)為甲種噬菌體的性質(zhì)。乙的DNA+甲的蛋白質(zhì)構(gòu)成的“雜合”噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，其兒子應(yīng)表現(xiàn)為乙種噬菌體的性質(zhì)。2.(原理判斷類)(2016年湖南師大中月試驗(yàn))以下關(guān)于噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述中的錯(cuò)誤()A.為了確定噬菌體的哪些成分被注入細(xì)菌，可以用32P，35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)B.合成子噬菌體以親代噬菌體DNA為模型，原料、ATP、酶、場(chǎng)所等條件均由細(xì)菌提供。C.牙齒實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)D.在上述過(guò)程中，噬菌體的遺傳信息流動(dòng)方向是

16、RNADNARNA蛋白質(zhì)。分析：選擇d。p是DNA的特征元素，S是蛋白質(zhì)的特征元素，所以可以用32P，35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，以確定噬菌體的哪些成分被注入細(xì)菌體內(nèi)。噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)外殼留在外面，所以合成者噬菌體以親代噬菌體DNA為模板，原料、ATP、酶、場(chǎng)所等條件都由細(xì)菌提供。b是對(duì)的。噬菌體的親子關(guān)系之間只有DNA連續(xù)性，子噬菌體的性質(zhì)通過(guò)DNA遺傳，DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，C是正確的。在上述過(guò)程中，噬菌體的遺傳信息流是DNARNA蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。3.(實(shí)驗(yàn)課程類)(2016江西第五學(xué)校聯(lián)合考試)一名學(xué)生模擬赫爾希和蔡斯，進(jìn)行了一些感染大腸桿菌的實(shí)

17、驗(yàn)，有關(guān)錯(cuò)誤分析的是()A.光靠繪畫(huà)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。B.沉淀物b含有放射性的高低，與過(guò)程中混合得很好有關(guān)C.離心前混合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)提高上清液放射性D.在過(guò)程中，與標(biāo)記為35S的噬菌體混合培養(yǎng)的是未標(biāo)記的大腸桿菌。分析：選擇c。問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程只能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，也不能證明A是正確的。沉淀物B含有放射性的高低，在過(guò)程中是否與混合得好有關(guān)，混合得好，放射性很少，混合得不好，有放射性，B是正確的。如果離心前混合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，大腸桿菌就會(huì)分解釋放噬菌體，但新形成的噬菌體沒(méi)有放射性，上清液放射性沒(méi)有變化，C錯(cuò)了。為了觀察標(biāo)記為35S的噬菌體的蛋白質(zhì)行為，需要將未標(biāo)記的大腸桿菌和細(xì)菌混合培養(yǎng)。d是正確的。視角2通過(guò)細(xì)菌感染實(shí)驗(yàn)，調(diào)查細(xì)菌感染實(shí)驗(yàn)中的同位素標(biāo)記。4.(分子結(jié)構(gòu)圖食類)(2016山東棗莊試驗(yàn))在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，海爾西和蔡斯分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，并在下圖中依次標(biāo)