第16讲人类对遗传物质的探索过程,1.肺炎双球菌的类型,考点一肺炎双球菌的转化实验,有,有,无,无,2.格里菲思的体内转化实验,死亡,不死亡,死亡,转化因子,3.艾弗里的体外转化实验,R型细菌,DNA,DNADNA,DNA,1.体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？ 提示加热杀死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。 2.体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？ 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，转化实质为“基因重组”。,3.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，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。 4.两个转化实验有哪些相同点及联系？ 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。,结合肺炎双球菌转化实验，考查科学思维能力,1.(2017经典高考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(),A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的 B.S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活 C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌 D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,解析S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，A错误；S型菌加热后蛋白质变性，导致细菌死亡，所以注射S型菌后的小鼠仍能存活，B错误；转化的效率不是100%，所以从病死小鼠中可分离得到S型菌和R型菌，C错误；本实验是肺炎双球菌体内转化实验，实验结论是S型菌中存在某种转化因子，促使R型菌转化为S型菌，但未证明转化因子是DNA，D正确。 答案D,2.(2018广东中山期末)下列关于肺炎双球菌转化实验的说法，正确的是() A.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质 B.艾弗里实验中S型菌DNAR型菌一起培养，培养基上生存的细菌都是S型菌 C.肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质 D.已加热杀死的S型菌中，蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性,解析格里菲思的体内转化实验仅仅证明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，没有证明DNA是遗传物质，艾弗里的体外转化实验证明DNA是遗传物质，A错误；艾弗里的体外转化实验过程中：在R型细菌的培养基中加入S型细菌的DNA后，培养一段时间，由于S型菌的DNA能够将R型菌转化为S型菌，因此添加S型菌DNA的培养基中，既有R型菌，也有S型菌，B错误；肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质.蛋白质不是遗传物质，C错误；加热易使蛋白质变性失活，但DNA热稳定性较高，加热杀死的S型细菌中，DNA仍具有活性，D正确。 答案D,结合创新拓展实验，考查科学探究能力,3.(2019河南顶级名校联考)回答下列关于遗传物质的问题： (1)在20世纪以前，大多数科学家认为蛋白质是遗传物质，他们的理由是_。 结合蛋白质和核酸的物理性质，你认为蛋白质不能作为遗传物质的理由是_。如果蛋白质作为遗传物质，自然界中生物的种类会_(填“更多”、“更少”或“变化不明显”)。 (2)现在人们认为DNA是主要的遗传物质，理由是_。,(3)现有一种刚刚发现的新型动物病毒，要确定它的遗传物质是DNA还是RNA，某生物兴趣小组设想：将病毒破碎获取提取液，置于试管中，同时加入核糖核苷酸、ATP，并保持适宜的温度和pH条件，足量的20种氨基酸和相关酶，一段时间后检测有无新病毒的产生，如果有，说明该新型病毒的遗传物质是RNA。他们的实验方案_(填“能”或“不能”)达到预期目的，请陈述你的理由：_。,解析(1)蛋白质的空间结构受环境影响比较大，如果作为遗传物质，变异更快，物种更加丰富。(2)大部分生物的遗传物质是DNA，只有部分病毒的遗传物质是RNA，所以DNA是生物的主要遗传物质。(3)病毒的繁殖离不开细胞，离开细胞，病毒不会增殖。 答案(1)蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息；不同生物的蛋白质在结构上存在差异；蛋白质与生物的性状密切相关(答出其中一点即可)蛋白质容易受环境影响，不稳定(或受热易变性不稳定)更多 (2)大部分生物的遗传物质是DNA (3)不能新病毒的产生离不开细胞，实验中没有提供病毒的繁殖场所细胞,1.实验材料。 (1)噬菌体的结构及生活方式,考点二噬菌体侵染细菌实验,T2噬菌体和大肠杆菌,DNA,P,外壳,S,寄生,(2)噬菌体的增殖,噬菌体,大肠杆菌,大肠杆菌,2.实验方法 法。该实验中用35S、32P分别标记。 3.实验过程及结果 (1)标记噬菌体,同位素标记,蛋白质和DNA,(2)噬菌体侵染细菌,4.实验结果分析 (1)噬菌体侵染细菌时，其进入细菌细胞中，而留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代遗传的。 5.结论 是遗传物质。,DNA,蛋白质外壳,DNA,DNA,助学巧记 “二看法”判断子代噬菌体标记情况,1.真题重组判断正误 (1)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018全国卷，5B)() (2)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质(2017全国卷，2B)() (3)人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同(2017全国卷，2D)() (4)T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。(2013海南卷，13A)(),提示(1)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 (2)病毒没有细胞结构，不能独立生活，必需在寄主细胞内合成mRNA和蛋白质。 (3)前者是RNA病毒，后者是DNA病毒。 (4)核酸中不含硫元素。,2.深挖教材 (1)(人教版必修2 P45图36拓展)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？ 提示可能由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。,(2)(人教版必修2 P46“思考与讨论”)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出？ 提示最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。,3.边角拾遗 (人教版必修2 P45“相关信息”)对T2噬菌体的化学组成分析表明：仅蛋白质分子中含有，磷几乎都存在于DNA分子中。=,硫,巧借噬菌体侵染细菌实验，考查科学探究能力,1.(2017全国卷，2)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是() A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同,解析T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。 答案C,2.(2018广东江门一模)1952年，赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质。该实验的其中一个步骤如下图所示，则下列关于混合培养的描述正确的是(),A.将已被35S标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养 B.将已被32P标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养 C.将已标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养 D.将未标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养,解析噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌中，而蛋白质外壳仍留在细菌外，经过离心后，蛋白质外壳在上清液中，DNA在沉淀物中。题中实验结果是上清液有放射性，沉淀物无放射性，故该实验是用35S标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，A正确。 答案A,噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节“保温”与“搅拌” (1)32P噬菌体侵染大肠杆菌,(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌,结合两大经典实验及其比较，考查科学思维能力,3.(2019中原名校联盟质量考评)关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的分析正确的是() A.设计思路一致 B.都用到了同位素标记法 C.都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论 D.所涉及生物的遗传物质都是DNA,解析三个实验中，只有肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同，A错误；肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法，B错误；肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论，C错误；三个实验所涉及生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们的遗传物质都是DNA，D正确。 答案D,4.(2019哈尔滨三中质检)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，若将14C标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合培养，经过适宜时间保温后搅拌、离心，检测上清液、沉淀物和子代噬菌体的放射性。下列关于该实验及其他遗传物质探索实验的叙述，错误的是() A.检测发现上清液和沉淀物中放射性均很高，部分子代噬菌体中可检测到放射性 B.先用含14C的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染大肠杆菌即可标记噬菌体 C.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验充分证明了R型肺炎双球菌中存在转化因子 D.艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术,解析14C标记的是T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳。被14C标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌时，DNA进入大肠杆菌细胞中，而蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞外，所以检测到的结果是上清液和沉淀物中放射性均很高，部分子代噬菌体中也含放射性，A正确；先用含14C的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染大肠杆菌即可标记T2噬菌体，B正确；格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，该转化因子能够使R型细菌转化成S型细菌，C错误；艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术，D正确。 答案C,1.烟草花叶病毒感染烟草的实验,考点三DNA是主要的遗传物质,正常,RNA,患病,遗传物质,蛋白质,2.DNA是主要的遗传物质 真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数生物的遗传物质是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。,结合RNA是遗传物质的实验，考查实验设计能力,1.(2019山西实验中学月考)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是(),A.本实验运用了对照原则，无空白对照组 B.实验过程中重组病毒的后代是HRV C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA D.若运用同位素标记法，不能选择15N标记 解析a组