1、第六单元 第19讲考点一肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌类型的比较特点类型菌落荚膜毒性S型光滑有有R型粗糙无无2.格里菲思的体内转化实验(1)过程及结果(2)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。3艾弗里的体外转化实验(1)过程与结果(2)结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质()(2)在转化实验中大部分R型细菌转化为S型细菌()(3)加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性()(4)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分
2、解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化()(5)在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA没有进入R型活细菌的细胞中()(6)加热杀死的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化()2说出肺炎双球菌体内转化实验与体外转化实验的相同点和联系。提示(1)相同点：所用材料相同；两实验都遵循对照原则、单一变量原则。(2)联系：体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸。3加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？提示不是。加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。4肺炎双球菌转化的实质是什么？提示肺炎双球菌
3、转化实验中S型细菌的DNA片段整合到了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。题组一格里菲思实验的分析1格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验，下列关于此实验的分析，错误的是()第一组第二组第三组第四组实验处理注射R型活细菌注射S型活细菌注射加热杀死后的S型细菌注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合液实验结果小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌A对实验结果的分析，四组实验必须相互对照B实验说明活的R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化C该实验结论为“DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子”D获得该实验结论的关键步
4、骤是第四组小鼠死亡并分离出S型活细菌答案C解析四组实验必须相互对照，说明活的R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化；该实验结论为加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成R型细菌转化的“转化因子”，而获得该实验结论的关键步骤是第四组实验结果，即小鼠死亡并分离出S型活细菌。2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。下列说法不正确的是()A通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质BF组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌CF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四组答案D解析从图示实验过程看出，
5、通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌；而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组经煮沸，D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。题组二艾弗里实验的分析3艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知()实验组号接种菌型加入S型细菌的物质培养皿长菌情况R型蛋白质R型R型荚膜多糖R型R型DNAR型、S型R型DNA(经DNA酶处理)R型A不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质答案C解析实验过程中，组加
6、入的蛋白质和组加入的荚膜多糖不能促进R型细菌的转化，说明二者不是转化因子，A错误；组加入的DNA能促进R型细菌的转化，组加入的经DNA酶处理的DNA不能促进R型细菌转化，说明DNA是转化因子；B、D选项均不能得到证明。4某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A存活、存活、存活、死亡B存活、死亡、存活、死亡C死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、
7、存活答案D解析能使小鼠死亡的是活的S型菌。DNA酶会将S型菌的DNA水解，从而失去转化作用，R型菌因此未发生转化，小鼠存活；虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加的是R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。1细菌体内转化实验的2点提醒(1)并非所有的R型细菌都能被转化由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都能被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。(2)肺炎双球菌的
8、体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，利用R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。2肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R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实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌实验结论加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”DNA是S型细菌的遗传物质两实验的联系所用材
9、料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；两实验都遵循对照原则、单一变量原则考点二噬菌体侵染细菌的实验1实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。2实验方法：同位素标记法，该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。3实验过程(1)标记噬菌体(2)侵染细菌4实验结果分析分组结果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中35S蛋白质外壳未进入宿主细胞，
10、留在外面5.结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。诊断与思考1判断下列说法的正误(1)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制()(2)T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中，可利用寄主体内的物质大量增殖()(3)人类对遗传物质的本质的探索实验中，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力()(4)在噬菌体侵染细菌的实验中，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养()(5)被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，如果没有搅拌则沉淀物中放射性会增强()(6)被32P标
11、记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间越长，则沉淀物中的放射性会越强()2为什么不能用18O标记噬菌体？提示因为噬菌体的蛋白质和DNA中都含有氧元素，如果用18O标记噬菌体，则无法判断噬菌体的哪种成分侵入细菌内。3能否用含35S或32P的大肠杆菌培养以标记流感病毒？为什么？提示不能。因为流感病毒属于动物病毒，只有在动物细胞中才能增殖。4噬菌体侵染细菌的实验中，35S和32P标记的两组中，放射性分布如果异常，则可能的原因主要是什么？提示35S标记的一组最可能的原因是没有搅拌或搅拌不充分；32P标记的一组最可能的原因是保温时间太长或太短。题组一噬菌体侵染细菌实验的结果分析1如果用15N、32P、35S
12、标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为()A可在外壳中找到15N和35SB可在DNA中找到15N和32PC可在外壳中找到15ND可在DNA中找到15N、32P和35S答案B解析根据噬菌体的组成，其蛋白质含S而极少含P，其DNA含P而不含S，两者均含N；但噬菌体在侵染时其蛋白质留在细菌外面不起作用，而DNA进入细菌体内进行复制，复制时是利用细菌细胞中的物质为原料进行的，故在子代噬菌体的DNA中会找到15N、32P。2用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能
13、是()A离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中答案C解析噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A项错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B项错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C项正确，D项错误。题组二两个经典实验的
14、曲线分析3肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的叙述中，不正确的是()A若将活的R型细菌单独注入到小鼠体内，菌体将不能存活B加热杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下被激活并在小鼠体内繁殖C曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D加热杀死的R型细菌不能使S型细菌转化为R型细菌答案B解析在小鼠正常免疫系统的作用下，活的R型细菌不能存活，A正确；加热杀死的S型细菌将部分R型细菌转化为S型细菌，而不是被激活，B错误；由于S型细菌摧毁了小鼠的免疫系统，导
15、致bc段上升，C正确；加热杀死的R型细菌不能转化S型细菌，D正确。41952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能，搅拌离心后的实验数据如图所示，下列说法不正确的是()A图中被侵染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B通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体，再用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化C细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来D本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重
16、要作用答案B解析实验设置要遵循对照原则和单一变量原则。为了防止细菌裂解释放噬菌体干扰实验结果，因此设置被侵染的细菌的实验数据作为对照，A正确。噬菌体是病毒，不能在普通培养基上培养，而是先培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染大肠杆菌，而且噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌，B错误。细胞外含有少量32P，原因是侵染时间过短或过长，C正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。1噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌培养时间短部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液32P标记的一组上清液中放射性也较高。培养时间过长噬菌体在大肠杆菌内
17、大量繁殖大肠杆菌裂解死亡，释放出子代噬菌体离心后噬菌体将分布在上清液32P标记的一组上清液中放射性也较高。(2)搅拌后离心，将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离搅拌不充分留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中35S标记的一组沉淀物放射性较高。搅拌过于剧烈大肠杆菌细胞被破坏释放出其中的噬菌体32P标记的一组上清液中放射性较高。提醒培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。因检测放射性时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，所以35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上，应对两
18、组分别标记。2肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同比较项目肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验不同点方法不同直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养同位素标记：分别用32P和35S标记DNA和蛋白质结论不同证明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质相同点均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用；都遵循了对照原则；都能证明DNA是遗传物质，但都不能证明DNA是主要的遗传物质考点三生物的遗传物质1RNA也是遗传物质的实验(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的组成物质是蛋白质和RNA。(2)实验过程及结果实验一：
19、侵染实验实验二：RNA病毒重建实验(3)实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的RNA能自我复制，并控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。2生物的遗传物质(连线)诊断与思考1判断下列说法的正误(1)肺炎双球菌的转化实验，证明DNA是主要的遗传物质()(2)病毒的遗传物质是RNA和DNA()(3)DNA是噬菌体的主要遗传物质()(4)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸()(5)所有生物的遗传物质都是DNA()(6)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA()2如何理解DNA是主要的遗传物质？提示有细胞结构的生物遗传物质是DNA，无细胞
20、结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数的生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。3不同生物遗传物质的比较生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人题组遗传物质的实验分析与探究1如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断()A水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNABTMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C侵入烟草细胞的RNA
21、进行了逆转录过程DRNA是TMV的主要遗传物质答案A解析据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。2下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。(1)实验目的：略(2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。(3)实验步骤：第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A
22、、B、C三组，_。第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。(4)请预测结果及结论：_；_。若A、B、C三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。答案(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，C组不做处理(4)若A、C两组出现该流感病毒，B组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是RNA若B、C两组出现该流感病毒，A组没有出现，则该流感病
23、毒的遗传物质是DNA解析病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，核酸包括DNA和RNA两类，根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知，实验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液，然后再注射到猪胚胎干细胞中培养，由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断其核酸类型。探究遗传物质的思路和方法(1)探究思路若探究哪种物质是遗传物质设法将物质分开，单独看作用。若探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA利用酶的专一性，破坏其一，看其二。(2)探究方法分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。同位素标记法：噬菌体侵
24、染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。考点四(实验)DNA的粗提取和鉴定1实验原理(1)DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同溶解规律2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/LNaCl溶液DNA溶解析出蛋白质NaCl
25、溶液物质的量浓度从2 mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析沉淀溶解(2)DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。(3)DNA二苯胺沸水浴加热,蓝色。2实验过程材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞加蒸馏水用玻璃棒搅拌用纱布过滤收集滤液去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管在沸水
26、中加热5 min，溶液变成蓝色诊断与思考1判断下列说法的正误(1)用菜花替代鸡血作为实验材料进行“DNA的粗提取和鉴定”实验，其实验操作步骤相同()(2)用不同浓度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质()(3)利用鸡血进行“DNA的粗提取和鉴定”的实验中，将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色()2探讨下列DNA粗提取实验的相关问题：(1)上图是提取中的几个关键步骤，其正确的操作顺序是ABCDE。(2)制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂或者搅拌的目的是防止血液凝固，使血液分层，便于取下层血细胞。(3)三次过滤：第一次和第三次要用其滤液，使用的纱
27、布为12层，第二次要用其滤出的黏稠物，使用纱布为多层。(4)上图E步骤中所用酒精必须是经过充分预冷，该步骤的目的是提取含杂质较少的DNA。题组DNA的粗提取与鉴定实验分析1下图中能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()答案C解析依据DNA粗提取的原理，在NaCl的浓度为0.14 mol/L时DNA分子的溶解度最小，利于DNA分子的析出，浓度过大或过小，DNA分子的溶解度都会增大。2DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的变化而改变。(1)请在下列NaCl溶液的浓度中选出能使DNA析出最彻底的一种是物质的量浓度为_。A0.14 mol/L B2 mol/LC0.15 mol/L D0.3 mol/L(2)DNA不溶于酒精，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精，利用这一原理可以_，可以推测溶于酒精中的物质可能有_。(3)利用DNA遇_变蓝色的特性，将该物质作为鉴定_的试剂。鉴定过程：向放有_的试管中加入4 mL的_试剂，混合均匀后，将试管置于_中加热数分钟，待试管_
