第13講DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件（43張）

第13講DNA是主要的遺傳物質(zhì)第5單元2022內(nèi)容索引010203素養(yǎng)導(dǎo)讀必備知識固本夯基核心考點能力提升素養(yǎng)導(dǎo)讀必備知識固本夯基一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗(1)肺炎鏈球菌的類型及特點[連線]答案

A—②—a—ⅡB—①—b—Ⅰ

(2)實驗過程和結(jié)果

S型活細(xì)菌

不死亡(3)分析①實驗a、b說明R型活細(xì)菌無毒性,S型活細(xì)菌

。

②實驗c說明加熱致死的S型細(xì)菌

。

③實驗d說明無毒性的R型活細(xì)菌在與加熱致死的S型細(xì)菌混合后,轉(zhuǎn)化為

,并且這種性狀的轉(zhuǎn)化是

的。

(4)實驗結(jié)論:

。

有毒性無毒性有毒性的S型活細(xì)菌可以遺傳加熱致死的S型細(xì)菌中有轉(zhuǎn)化因子2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗

S型細(xì)菌+R型細(xì)菌R型細(xì)菌DNA3.比較肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗

項

目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細(xì)菌

體內(nèi)培養(yǎng)

培養(yǎng)

實驗原則R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性作對照S型細(xì)菌體內(nèi)各成分的相互對照實驗結(jié)果加熱致死的S型細(xì)菌能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為

能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌

實驗結(jié)論已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種“

”

是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

聯(lián)系①所用材料相同,都是R型細(xì)菌和S型細(xì)菌;②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ),僅說明加熱致死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有

,而體外轉(zhuǎn)化實驗則進(jìn)一步說明

;

③實驗設(shè)計都遵循對照原則、單一變量原則小鼠培養(yǎng)基S型活細(xì)菌S型細(xì)菌的DNA

轉(zhuǎn)化因子DNA某種“轉(zhuǎn)化因子”“轉(zhuǎn)化因子”是DNA二、T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗1.實驗材料

。

(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式T2噬菌體和大腸桿菌DNA磷外殼硫寄生(2)T2噬菌體的復(fù)制式增殖

增殖需要的條件具體內(nèi)容模板

的DNA

合成噬菌體DNA的原料

提供的四種脫氧核苷酸

合成噬菌體蛋白質(zhì)原料大腸桿菌的氨基酸場所

的核糖體

噬菌體大腸桿菌大腸桿菌2.實驗方法

法。該實驗中用35S、32P分別標(biāo)記

和

。

同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)DNA3.實驗過程

蛋白質(zhì)外殼含35SDNA含32P高低低高4.實驗結(jié)果分析

分

組結(jié)

果結(jié)果分析對照實驗(相互對照)含32P的T2噬菌體+大腸桿菌上清液中幾乎無32P,32P主要分布在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)

含35S的T2噬菌體+大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)無35S,35S主要分布在上清液中

5.結(jié)論:

是噬菌體的遺傳物質(zhì)。

32P標(biāo)記的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)

35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼留在外面,未進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞

DNA三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)

不感染病毒

RNA感染病毒RNADNARNADNA概念檢測1.基于對肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的理解,判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗直接證明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”。(

)(2)肺炎鏈球菌的遺傳遵循基因的分離定律和自由組合定律。(

)(3)從格里菲思實驗中的病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎鏈球菌只有S型細(xì)菌而無R型細(xì)菌。(

)(4)在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中,R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合產(chǎn)生了S型活細(xì)菌,其生理基礎(chǔ)是發(fā)生了基因重組。(

)(5)艾弗里及其同事的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(

)(6)在艾弗里及其同事的實驗中,DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸,因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(

)(7)艾弗里及其同事的體外轉(zhuǎn)化實驗采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)×

(6)√

(7)√2.基于T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程,判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)。(

)(2)證明光合作用所釋放的O2來自水與用T2噬菌體侵染大腸桿菌證明DNA是遺傳物質(zhì)所用核心技術(shù)相同。(

)(3)T2噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等。(

)(4)噬菌體侵染細(xì)菌的實驗獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。(

)(5)標(biāo)記噬菌體的方法是分別用含有35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。(

)(6)用1個含35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌,裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含35S。(

)(7)只有細(xì)胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(

)(8)DNA不是一切生物的遺傳物質(zhì),但一切細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。(

)答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×

(7)×

(8)√核心考點能力提升考點DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)合作探究探究1肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗證實DNA是遺傳物質(zhì)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗由格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和艾弗里及其同事的體外轉(zhuǎn)化實驗兩部分組成,兩部分之間存在著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系,格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是艾弗里及其同事的體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ),體現(xiàn)了科學(xué)家對基因本質(zhì)的探索歷程,也說明人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化和完善的。下圖表示在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中,小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌、R型細(xì)菌含量的變化情況。(1)請分析圖中AB段和BC段R型細(xì)菌數(shù)量變化的原因分別是什么。

提示

AB段,實驗處理初期,小鼠的免疫系統(tǒng)能將大部分的R型細(xì)菌清除,致使R型細(xì)菌數(shù)量減少。B點之前,已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力,最終造成R型細(xì)菌大量繁殖。(2)肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是什么?提示

轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是外源DNA與受體細(xì)胞DNA之間的重組,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息。因此,從變異的來源看,轉(zhuǎn)化作用可以看成廣義上的基因重組。名師點睛(1)因為轉(zhuǎn)化受兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響,所以轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,而只是少部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。(2)加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。(3)如果把S型細(xì)菌的DNA提取出來后,直接注射到小鼠體內(nèi),不能從小鼠體內(nèi)分離得到S型細(xì)菌。因為S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的前提是S型細(xì)菌的DNA能與R型細(xì)菌的DNA發(fā)生重組,如果小鼠體內(nèi)沒有R型細(xì)菌,直接將S型細(xì)菌的DNA注入小鼠體內(nèi),DNA分子會被小鼠體內(nèi)的DNA酶分解而失去作用。探究2T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗使科學(xué)家普遍接受了DNA是遺傳物質(zhì)的觀點艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗無疑是一個經(jīng)典的實驗,但在當(dāng)時艾弗里的實驗結(jié)論一經(jīng)發(fā)表就引發(fā)質(zhì)疑。他們選擇質(zhì)疑,既與“細(xì)胞提取物不夠純”的實際情況有關(guān),還與當(dāng)時大多數(shù)科學(xué)家深信蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點有關(guān)。1953年,赫爾?！趟箤嶒灪虳NA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型同時在冷泉港的學(xué)術(shù)會議上展示,科學(xué)界才普遍接受了DNA是遺傳物質(zhì)的觀點。(1)T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中為什么不能直接用含35S和32P的培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體?能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體?提示

因為噬菌體營寄生生活,只有在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行增殖,故應(yīng)先分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用標(biāo)記的細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體,而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。不能用14C和18O標(biāo)記噬菌體,因為DNA和蛋白質(zhì)都含碳元素和氧元素。(2)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,從理論上分析,為什么上清液中含放射性?提示

①保溫時間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染大腸桿菌細(xì)胞,經(jīng)離心后分布于上清液中,上清液中出現(xiàn)放射性。②保溫時間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來,經(jīng)離心后分布于上清液中,也會使上清液中出現(xiàn)放射性。(3)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,為什么沉淀物中出現(xiàn)放射性?提示

由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面,離心后隨大腸桿菌分布于沉淀物中?？枷蛲黄瓶枷?

肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗分析1.(2021浙江7月選考)下列關(guān)于“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗”的敘述,正確的是(

)A.活體轉(zhuǎn)化實驗中,R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌不能穩(wěn)定遺傳B.活體轉(zhuǎn)化實驗中,S型細(xì)菌的莢膜物質(zhì)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型細(xì)菌C.離體轉(zhuǎn)化實驗中,蛋白質(zhì)也能使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳D.離體轉(zhuǎn)化實驗中,經(jīng)DNA酶處理的S型細(xì)菌提取物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌答案D解析

活體轉(zhuǎn)化實驗中,R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌能穩(wěn)定遺傳,A項錯誤;通過活體轉(zhuǎn)化實驗,無法說明是肺炎鏈球菌的哪種物質(zhì)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型細(xì)菌,B項錯誤;離體轉(zhuǎn)化實驗中,只有S型細(xì)菌的DNA才能使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳,C項錯誤;離體轉(zhuǎn)化實驗中,經(jīng)DNA酶處理的S型細(xì)菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,D項正確。歸納總結(jié)格里菲思實驗與艾弗里實驗的三個“不同”考向2

噬菌體侵染細(xì)菌實驗的結(jié)果分析2.下圖為用標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專一性寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi))的實驗。據(jù)圖判斷下列敘述正確的是(

)A.圖2中用35S、32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)、DNA,標(biāo)記元素所在部位分別對應(yīng)于圖1中的⑤①B.錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的,其營養(yǎng)成分中應(yīng)含有32PC.圖2中的⑦⑧分別代表攪拌、離心過程,其中⑧的目的是讓質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒分布到B上清液中D.噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等答案C解析

蛋白質(zhì)、DNA的特征元素分別為S、P,圖1中的①為磷酸基團(tuán),含有磷元素,⑤為氨基酸脫水縮合后形成的“—CO—NH—”結(jié)構(gòu),含有氮元素,④為R基團(tuán),可能含有硫元素,A項錯誤;圖2中⑥表示放射性標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,所以培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)液中不能含有32P,B項錯誤;離心后上清液中主要是T2噬菌體顆粒,C項正確;噬菌體增殖過程中所需的原料、酶來自大腸桿菌,而DNA模板則由噬菌體自身提供,D項錯誤。方法技巧“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況

考向3

噬菌體侵染細(xì)菌的原理3.逆轉(zhuǎn)錄病毒A的侵染會導(dǎo)致大腸桿菌死亡,某生物興趣小組利用該病毒和T2噬菌體兩種病毒進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實驗,實驗操作及結(jié)果如下表所示。下列敘述錯誤的是(

)組別實驗處理實驗結(jié)果①破壞T2噬菌體結(jié)構(gòu),分離純化DNA和蛋白質(zhì)將提純的DNA注射到大腸桿菌大腸桿菌體內(nèi)檢測到T2噬菌體②將提純的蛋白質(zhì)注射到大腸桿菌體內(nèi)大腸桿菌體內(nèi)未檢測到T2噬菌體③破壞逆轉(zhuǎn)錄病毒A的結(jié)構(gòu),分離純化RNA和逆轉(zhuǎn)錄酶、其他蛋白將提純的RNA+逆轉(zhuǎn)錄酶注射到大腸桿菌體內(nèi)大腸桿菌體內(nèi)檢測到逆轉(zhuǎn)錄病毒A④將提純的逆轉(zhuǎn)錄酶+其他蛋白注射到大腸桿菌體內(nèi)大腸桿菌體內(nèi)未檢測到逆轉(zhuǎn)錄病毒AA.通過①②組對比能說明DNA是遺傳物質(zhì)B.通過③④組對比不能說明RNA是遺傳物質(zhì)C.③組RNA逆轉(zhuǎn)錄合成DNA需消耗脫氧核苷酸D.①③組對大腸桿菌進(jìn)行相應(yīng)處理后會出現(xiàn)死亡現(xiàn)象答案B解析

①②組自變量是注射的T2噬菌體的成分不同(DNA、蛋白質(zhì)),因變量是大腸桿菌體內(nèi)是否有T2噬菌體,通過①②兩組對比能說明DNA是遺傳物質(zhì),A項正確;③④兩組自變量是注射的逆轉(zhuǎn)錄病毒的成分不同(逆轉(zhuǎn)錄酶+RNA、逆轉(zhuǎn)錄酶+其他蛋白質(zhì)),因變量是大腸桿菌中是否有逆轉(zhuǎn)錄病毒,通過③④兩組對比能說明RNA是遺傳物質(zhì),B項錯誤;③組RNA通過逆轉(zhuǎn)錄形成DNA需要消耗脫氧核糖核苷酸,C項正確;①③組都在大腸桿菌細(xì)胞中檢測到了病毒,說明兩種病毒可在大腸桿菌體內(nèi)增殖,最終大腸桿菌會死亡,D項正確。歸納總結(jié)比較肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗

項目肺炎鏈球菌體