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第六单元 遗传的分子基础
第21讲 DNA是主要的遗传物质
[考纲要求] 人类对遗传物质的探索过程()。
考点一 肺炎双球菌的转化实验
1.肺炎双球菌类型
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)方法
直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能。
(2)过程与结果
(3)结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是“转化因子”,是遗传物质。
[深度思考]
(1)加热杀死的S型细菌中是否所有物质都永久丧失了活性?
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。
(2)肺炎双球菌转化的实质是什么?
提示 肺炎双球菌转化实验中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 注射加热后杀死的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.S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如、、等),不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换;在特殊条件下离体培养S-型肺炎双球菌可从中分离出R-型菌。格里菲思将加热杀死的S-型菌与R-型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病并大量死亡,而且从患病死亡的小鼠体内获得了具有活性的S-型菌;而单独注射加热杀死的S-型菌,小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是( )
A.S-型菌经突变形成了耐高温型菌
B.S-型菌是由R-型菌突变形成的
C.R-型菌经过转化形成了S-型菌
D.加热后S-型菌可能未被完全杀死
答案 C
解析
加热杀死的S-型菌与R-型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病并大量死亡,而且从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S-型菌;而单独注射加热杀死的S-型菌,小鼠未死亡,说明R-型菌经过转化形成了S-型菌。
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。
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 DNA R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DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
R型菌的DNA+DNA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
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