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1、第5單元遺傳的分子基礎,第15講DNA是主要的遺傳物質,說明DNA分子是主要的遺傳物質。,必備知識梳理,關鍵能力突破,肺炎雙球菌轉化實驗 1.格里菲思的體內(nèi)轉化實驗 (1)實驗材料:S型和R型肺炎雙球菌。,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)實驗過程和結果:,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(3)分析: 實驗a、b說明R型活細菌無毒性,S型活細菌有毒性。 實驗c說明加熱殺死的S型細菌無毒性。 實驗d說明無毒性的R型活細菌在與加熱殺死的S型細菌混合后,轉化為有毒性的S型活細菌,并且這種性狀的轉化是可以遺傳的。 (4)實驗結論:加熱殺死的S型細菌中有轉化因子。,,,,,,必備知識梳理,關鍵能

2、力突破,2.艾弗里的體外轉化實驗,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(1)實驗分別說明莢膜多糖、蛋白質沒有轉化作用。 (2)實驗說明DNA有轉化作用。 (3)實驗在整組實驗中起的作用是對照,說明DNA降解物沒有轉化作用,與實驗對比除說明DNA是遺傳物質外,還能說明DNA只有保持分子結構的完整性才有轉化作用。,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,3.比較肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉化實驗,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過科學家對肺炎雙球菌體內(nèi)轉化實驗和體外轉化實驗過程的分析,形成DNA是遺傳物質的觀念。 2.科學思維運用歸納與概

3、括、批判性思維等方法,理解肺炎雙球菌轉化實驗的原理和方法,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 3.科學探究分析肺炎雙球菌轉化實驗的設計思想以及實驗方法,培養(yǎng)實驗設計及對結構分析的能力。,必備知識梳理,關鍵能力突破,(生命觀念、科學思維)體內(nèi)轉化實驗中,小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示,據(jù)圖分析回答下列問題。,(1)AB段R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對抗R型細菌的抗體,致使R型細菌數(shù)量減少。 (2)BC段R型細菌數(shù)量增多的原因是B點之前,已有少量R型細菌轉化為S型細菌,S型細菌能降低小鼠的免疫力,造成R型細菌大量繁殖。 (3)后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由R型細菌轉化成

4、的S型細菌繁殖而來的。,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向1格里菲思實驗分析 1.(2018浙江寧波十校期末聯(lián)考)肺炎雙球菌轉化實驗的部分過程如圖所示。下列有關敘述錯誤的是( ) A.R型細菌轉化為S型細菌后的DNA中,嘌呤與嘧啶堿基比例不變 B.整合到R型細菌內(nèi)的DNA分子片段,可以直接表達出產(chǎn)物莢膜多糖 C.進入R型細菌的DNA片段上,可能有多個RNA聚合酶結合位點 D.S型細菌DNA整合到R型細菌內(nèi)屬于基因重組,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向2艾弗里實驗分析 2.(2018江西上高二中月考)科學家為探究轉化因子的本質,進行了如圖所示的一組實驗。該組實驗不能得到的結

5、果或結論是( ),必備知識梳理,關鍵能力突破,A.實驗2只出現(xiàn)R型細菌菌落 B.實驗1、3均出現(xiàn)R型細菌和S型細菌菌落 C.DNA是轉化因子 D.DNA純度越高轉化效率就越高,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,格里菲思的體內(nèi)轉化實驗(實驗一)與艾弗里的體外轉化實驗(實驗二)的三個“不同”,必備知識梳理,關鍵能力突破,噬菌體侵染細菌的實驗 1.實驗材料 T2噬菌體和大腸桿菌。 (1)噬菌體的結構及生活方式,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)噬菌體的復制式增殖,2.實驗方法 同位素標記法。該實驗中用35S、32P分別標記蛋白質和DNA。,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,3.

6、實驗過程,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,4.實驗結果分析 5.結論:DNA是遺傳物質。,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,教材拾遺(必修2第46頁“思考與討論”改編)(1)以細菌或病毒作為遺傳物質探索實驗的材料有何優(yōu)點? 答案細菌和病毒作為實驗材料,具有的優(yōu)點是:個體很小,結構簡單,容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物;病毒無細胞結構,只有核酸和蛋白質外殼。繁殖快。細菌2030 min就可繁殖一代,病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。 (2)盡管艾弗里、赫爾希等人的實驗方法不同,但其最關鍵的實驗設計思路卻有共同之處,你能否具體指出? 答案最關鍵的實驗設計思路是

7、設法把DNA與蛋白質分開,單獨地、直接地去觀察DNA或蛋白質的作用。,必備知識梳理,關鍵能力突破,凝練核心素養(yǎng) 1.生命觀念通過對噬菌體侵染細菌的實驗過程的分析,形成DNA是遺傳物質的觀念。 2.科學思維運用歸納與概括、批判性思維等方法,理解噬菌體侵染細菌實驗的原理和方法,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 3.科學探究分析噬菌體侵染細菌實驗的設計思想以及同位素標記法在實驗中的應用,培養(yǎng)實驗設計及對結構分析的能力。 4.社會責任領悟到人類對科學的認識是不斷深化和不斷完善的過程。,必備知識梳理,關鍵能力突破,(科學思維)圖1、圖2為噬菌體侵染細菌實驗圖解及實驗數(shù)據(jù),據(jù)圖回答下列問題。,,必備知識

8、梳理,關鍵能力突破,(1)選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質和DNA進行標記,而不選擇14C和18O進行標記的原因是S是蛋白質的特征元素,P是DNA的特征元素。若用14C和18O進行標記,由于蛋白質和DNA都含有C和O,無法確認被標記的是何種物質。 (2)攪拌、離心的目的在于把蛋白質外殼和細菌分開,再分別檢測其放射性。圖2中被侵染的細菌的存活率基本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組,以證明細菌未裂解,細胞外的32P含量有30%,原因是有部分標記的噬菌體還沒有侵染細菌。,,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,(3)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,理論上沉淀物中不含放射性,但

9、實驗中含有少量放射性的原因是可能由于攪拌不充分,離心時間過短、轉速過低等原因,有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面,隨細菌離心到沉淀物中,使沉淀物中出現(xiàn)了少量的放射性。 (4)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含有較高放射性的原因是保溫時間過短,有一部分噬菌體未侵入大腸桿菌體內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液出現(xiàn)放射性。保溫時間過長,噬菌體在大腸桿菌體內(nèi)增殖后釋放出的子代經(jīng)離心后分布于上清液中,也會使上清液的放射性升高。,,,,,,,,,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向1噬菌體侵染細菌實驗的結果分析 1.(2018江西景德鎮(zhèn)月考)有關赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗的說法,正確

10、的是( ) A.選用T2噬菌體作為實驗材料的原因之一是其僅由蛋白質外殼和DNA組成 B.標記噬菌體的方法是分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 C.噬菌體DNA在細菌體內(nèi)復制利用的原料是自身的脫氧核苷酸 D.若噬菌體DNA復制了三次,則含有35S的子代噬菌體占總數(shù)的1/2,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,T2噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 (1)32P噬菌體侵染大腸桿菌,必備知識梳理,關鍵能力突破,(2)35S噬菌體侵染大腸桿菌,必備知識梳理,關鍵能力突破,考向2兩個經(jīng)典實驗的分析 2.圖甲所示是肺炎雙球菌的體內(nèi)轉化實驗,圖乙所示是噬菌體侵染細菌的實驗,圖丙所示是兩小

11、分子物質的結構式。下列相關分析正確的是( ),必備知識梳理,關鍵能力突破,A.圖甲中將R型活細菌和S型死細菌的混合物注射到小鼠體內(nèi),R型細菌向S型細菌發(fā)生了轉化,轉化的原理是基因重組 B.圖乙中攪拌的目的是給大腸桿菌提供更多的氧氣,離心的目的是促進大腸桿菌和噬菌體分離 C.用32P、35S標記噬菌體,被標記的部位分別是圖丙中的 D.肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗都證明DNA是遺傳物質,蛋白質不是遺傳物質,答案,解析,必備知識梳理,關鍵能力突破,比較肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗,1,2,3,1.關于“肺炎雙球菌的轉化實驗”,下列敘述正確的是() A.R型菌與S型菌DNA

12、混合后,轉化是基因突變的結果 B.用S型菌DNA與活R型菌混合后,可能培養(yǎng)出S型菌和R型菌 C.用DNA酶處理S型菌DNA后與活R型菌混合,可培養(yǎng)出S型菌和R型菌 D.格里菲思用活R型菌與加熱殺死的S型菌混合后注射到小鼠體內(nèi),可導致小鼠死亡,這就證明了DNA是遺傳物質,4,5,答案,解析,1,2,3,2.將R型細菌與加熱殺死的S型細菌混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡。該小鼠體內(nèi)S型、R型細菌含量變化情況以及對此相關的敘述,正確的是() A.最可能是圖1,小鼠的免疫調節(jié)致使R型細菌數(shù)量逐漸下降 B.最可能是圖2,小鼠體內(nèi)的S型細菌最初來自R型細菌的轉化 C.最可能是圖1,死亡小鼠體內(nèi)只能分離出

13、活的S型細菌 D.最可能是圖2,小鼠體內(nèi)S型細菌與R型細菌為共生關系,4,5,答案,解析,1,2,3,3.噬藻體是侵染藍藻的DNA病毒,其增殖過程與噬菌體類似。某生物興趣小組進行了下面的實驗:標記噬藻體噬藻體與藍藻混合培養(yǎng)攪拌、離心檢測放射性。下列敘述錯誤的是() A.完整的實驗過程需要利用分別含有35S或32P的藍藻,以及既不含35S也不含32P的藍藻 B.標記噬藻體時先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)藍藻,再用此藍藻培養(yǎng)噬藻體 C.步驟可讓噬藻體(外殼)和藍藻分開,使噬藻體(外殼)和藍藻分別存在于上清液和沉淀中 D.侵染藍藻的噬藻體利用自身的脫氧核苷酸和氨基酸為原料,合成子代噬藻體,4,5,答案,解

14、析,1,2,3,4.艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質。下列關于這兩個實驗的敘述正確的是() A.二者都應用了同位素示蹤技術 B.二者的設計思路都是設法把DNA與蛋白質分開,研究各自的效應 C.艾弗里的實驗設置了對照,赫爾希與蔡斯的實驗沒有對照 D.二者都誘發(fā)了DNA突變,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,5.將加熱殺死的S型細菌和R型活菌混合注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,檢查死鼠血樣,發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)存在S型活菌。 (1)肺炎雙球菌初次進入小鼠體內(nèi)后,一般先要經(jīng)過的攝取和處理,將其內(nèi)部隱蔽的抗原暴露出來,并呈遞給T細胞。T細胞分泌作用于B細胞

15、。 (2)小鼠體內(nèi)能產(chǎn)生抗肺炎雙球菌抗體的細胞是。與抗體合成、加工和分泌有關的細胞器有核糖體、和線粒體。 (3)某生物興趣小組計劃驗證格里菲思的體內(nèi)轉化實驗,但是原來準備的4組小鼠因故逃走2組,經(jīng)過思考,該小組決定先向A組注射R型活菌,B組注射加熱殺死的S型細菌,A、B兩組小鼠存活,再向A組注射S型活菌,向B組注射加熱殺死的S型細菌和R型活菌混合液。按照格里菲思的實驗結果,該小組預測A組小鼠,B組小鼠。但結果卻是A、B兩組均成活了。請嘗試用免疫學的知識解釋該結果:。,1,2,3,4,5,答案 (1)吞噬細胞淋巴因子 (2)漿細胞 內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體 (3)死亡死亡抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌(

16、R型細菌可以作為S型細菌的疫苗或R型細菌的記憶細胞也能識別S型細菌或兩種細菌有相同的抗原),1,2,3,4,5,解析 (1)肺炎雙球菌初次進入小鼠體內(nèi)后,一般先要經(jīng)過吞噬細胞的攝取和處理,將其抗原暴露出來并呈遞給T細胞,T細胞分泌淋巴因子作用于B細胞,促進B細胞增殖、分化為漿細胞,進而產(chǎn)生抗體。(2)抗體是由漿細胞產(chǎn)生的分泌蛋白。分泌蛋白在內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體中合成后經(jīng)內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體加工后最終由細胞膜以胞吐的方式分泌到細胞外,這一過程需要消耗能量,因此與產(chǎn)生抗體有關的細胞器有核糖體、內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體和線粒體。(3)先向A組注射R型活菌,B組注射加熱殺死的S型細菌,A、B兩組小鼠均可存活,由于S型活菌的莢膜有毒,所以再向A組注射S型活菌,可推測小鼠會死亡;向B組注射加熱殺死的S型細菌和R型活菌混合液,由于S型細菌中存在一種轉化因子能使R型活菌轉化為S型活菌,可以預測B組小鼠死亡。但實驗結果卻是A、B兩組小鼠均成活,推測可能是由于第一次注射后A組小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了抗R型細菌的抗體,B組小鼠體內(nèi)產(chǎn)生了抗S型細菌的抗體,且抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌。,