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第17讲DNA是主要的遗传物质总结人类对遗传物质的探索过程。目标要求内容索引考点一肺炎双球菌转化实验的分析考点二噬菌体侵染细菌实验的分析知识网络核心要语考点三烟草花叶病毒感染实验及遗传物质重温高考演练模拟课时精练01肺炎双球菌转化实验的分析1.格里菲思的体内转化实验（教材P42）(1)实验材料：(2)两种肺炎双球菌类型的比较类型特点S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体多糖类的荚膜多糖类的荚膜毒性有性，使小鼠患败血症死亡毒性有无毒无S型和R型肺炎双球菌、小鼠。(3)实验过程及结果结果分析：实验①、②对比说明；实验②、③对比说明；实验②、③、④对比说明________。(4)实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌的“”。S型活细菌不死亡R型细菌无毒性，S型细菌有毒性被加热杀死的S型细菌无毒性R型细菌可转化为S型细菌转化因子(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”()(2)从格里菲思的第④组实验中死亡小鼠体内分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的()(3)从格里菲思实验中的死亡小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌()(4)S型细菌与R型细菌致病性差异的根本原因是发生了细胞分化()(5)加热杀死后的S型细菌与R型细菌的DNA混合注射后能使实验小鼠死亡()(6)R型细菌转化成S型细菌的实质是基因突变()(7)加热杀死的S型细菌的DNA和蛋白质都失活（）(8)第四组实验说明S型细菌的DNA可以使小鼠致死（）××××正误辨析×肺炎双球菌转化实验的实质是指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。1.判断关于格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验说法的正误×××只有少部分R型细菌转化成S型细菌。是由R型活细菌转化而来遗传物质不同2.艾弗里的体外转化实验（教材P42）(1)实验材料：(2)实验目的：(3)实验过程及结果R型、S型R型结果分析：实验①、②分别说明。实验③、④说明有转化作用。(4)实验结论：S型细菌的是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。荚膜多糖、蛋白质没有转化作用DNADNAS型和R型细菌、培养基。探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。2.判断关于艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验说法的正误(1)艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质()(2)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()(3)艾弗里的体外转化实验是通过观察菌落的形态来判断是否发生转化()(4)艾弗里发现只有与S型细菌的DNA水解产物混合的R型细菌才能转化为S型细菌()(5)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质（）×√×√√3.比较肺炎双球菌体内和体外转化实验项目体内转化实验体外转化实验培养细菌体内培养体外培养实验（对照）原则实验结果已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为________能使R型细菌转化为S型细菌实验结论已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“”是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质联系①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有，而体外转化实验则进一步说明；③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则小鼠培养基S型细菌S型细菌的DNA转化因子DNA某种“转化因子”“转化因子”就是DNAR型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照分析肺炎双球菌转化实验(1)在体内转化实验中，如果没有第三组实验，能否得出格里菲思的结论？为什么？热点拓展考向一肺炎双球菌转化实验的分析提示不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促进R型活细菌转化成S型活细菌的“转化因子”。(2)如果由你设计完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？提示四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同。(3)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，则：①ab段R型细菌数量减少的原因是________________________________________________________。②bc段R型细菌数量增多的原因是________________________________________________________________________________________。③后期出现的大量S型细菌是由____________________________而来的。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R型细菌转化成的S型细菌繁殖(4)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？提示实现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。(5)肺炎双球菌体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示起对照作用。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。命题示例1.某科研人员为了验证格里菲思的肺炎双球菌转化实验，对实验小鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是A.活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌B.由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡C.在死亡的小鼠2的体内应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来D.死菌乙未导致小鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫√解析肺炎双球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到小鼠1体内，小鼠1不死亡，而将活菌乙注射到小鼠4体内，小鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到小鼠2体内，结果从死亡的小鼠2体内分离出活菌乙，注射④是将分离出的活菌乙注射到小鼠4体内，结果是小鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促使活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验小鼠死亡，B错误；在死亡的小鼠2的体内应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来，C正确；死菌乙对实验小鼠而言属于抗原，进入实验小鼠体内会引起特异性免疫，D错误。2.(2020·盐城模拟)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法正确的是(不定项)A.通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组√√√解析从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；F组加入了S型细菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果，B、C项正确；A组经煮沸、D组为R型细菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。考向二肺炎双球菌转化过程及机理的拓展分析3.(2019·济南模拟)肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内，并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成有荚膜多糖的S型细菌。下列叙述中正确的是A.R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例会改变B.整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物都是荚膜多糖C.进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点D.S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链√解析R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是50%，A项错误；整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物不都是荚膜多糖，B项错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，C项正确；S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体同时合成多条相同的肽链，而不是一条，D项错误。4.格里菲思在进行肺炎双球菌转化实验时只有在小鼠体内才能转化成功，他用灭活的S型细菌与R型活细菌混合物在培养基中体外培养时，总是无法得到转化现象，而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体就在体外成功重复了转化现象。关于以上现象最可能的原因是A.小鼠体内的某种物质控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该物质是“转化因子”B.抗R型菌株的抗体控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该抗体是“转化因子”C.S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型细菌在与R型细菌的竞争中占优势D.未加抗R型菌株的抗体的混合物培养基中，S型细菌的DNA不会进入R型细菌，无法发生转化√解析肺炎双球菌荚膜的生成是由S型细菌的DNA控制合成的，A错误；抗R型菌株的抗体与R型细菌结合，抑制R型细菌的繁殖，B错误；根据题意，格里菲思在进行肺炎双球菌转化实验时只有在小鼠体内才能转化成功，而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体就在体外成功重复了转化现象，说明S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型细菌在与R型细菌的竞争中占优势，而在体外条件下，R型细菌在竞争中处于优势，C正确；未加抗R型菌株的抗体的混合物培养基中，S型细菌的DNA会进入R型细菌，可以转化形成S型细菌，但是由于在体外培养条件下，R型细菌在竞争中处于优势，转化形成的S型细菌被淘汰了，D错误。02噬菌体侵染细菌实验的分析1.实验材料：(1)T2噬菌体的模式图DNA（C、H、O、N、P）蛋白质（C、H、O、N、S等）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验（教材P44—45）T2噬菌体（专一感染大肠杆菌）和大肠杆菌。问题一：应分别用什么放射性元素标记DNA和蛋白质？问题二：能否同时用35S和32P标记噬菌体？为什么？问题三：如何培养有放射性的噬菌体？用32P标记DNA，用35S标记蛋白质不能，同时标记无法区分DNA和蛋白质先用含相应放射性元素的培养基培养大肠杆菌，得到含放射性的大肠杆菌，然后用噬菌体感染大肠杆菌，获得带相应放射性的噬菌体2.实验方法：同位素标记法。1.实验材料：赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验（教材P44—45）T2噬菌体（专一感染大肠杆菌）和大肠杆菌。(2)噬菌体的增殖问题1：噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程可以概括为哪些环节？问题2：噬菌体增殖所需要的模板、原料、场所、能量分别由什么提供？噬菌体提供DNA作为模板，合成DNA和蛋白质所需要的原料、场所（核糖体）、能量都是由大肠杆菌提供。吸附---注入----合成---装配-----释放赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验离心离心赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验标记A组B组混合培养搅拌离心测放射性问题1：噬菌体的蛋白质和DNA是如何分离的？问题2：上述实验最后得到的上清液和沉淀中分别有哪些物质或结构？赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验噬菌体在侵染大肠杆菌的时候，将DNA注入到大肠杆菌体内，蛋白质外壳留在外面，从而达到分离的效果。上清液：蛋白质外壳、未侵入或者释放出的噬菌体沉淀物：大肠杆菌问题3：实验结果中为什么说放射性的“高低”，而不说“有无”？问题4：赫尔希和蔡斯的实验结论是什么？赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验A组沉淀物放射性低的原因是：搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。B组上清液放射性低的原因是：①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。DNA才是真正的遗传物质。6.比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验项目肺炎双球菌