逍遥学能 2014-05-17 09:54
DNA是遗传物质的证据和研究实验的设计思路及其应用是高考的热点内容。正确理解肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验过程、结论以及实验过程中蕴含的科学思想和方法是制胜法宝。下面简单作以分析：
一、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的宏观比较
这两个实验都是证明DNA是生物遗传物质的直接证据，两者在实验设计、实验结论等方面既有共性也有细微的差别，现比较如下：
1．实验设计思路的比较
艾弗里实验
噬菌体侵染细菌实验
思路相同
设法将DNA和蛋白质等其它物质分开，单独地直接地去研究它们各自不同的遗传功能
处理方式有区别
直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素（32P和35S）
2．两个实验遵循相同的实验设计原则———对照原则
肺炎双球菌转化实验中的相互对照：
3．实验结论（或目的）比较
肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质并没有进入细菌体内。
※两者都不能DNA是主要的遗传物质。
二、肺炎双球菌的转化实验
1、实验材料：S型细菌和R型细菌（自己总结比较它们菌落、菌体、毒性特点）。
2、体内转化实验：
研究人
1928·英国·格里菲思（F。Griffith）
过
程
·
结
果
注射
①R型活细菌——→小鼠活
注射
②S型活细菌——→小鼠死亡
注射
③加热杀死的S型活细菌——→小鼠活
注射 分离
③R型活细菌+加热杀死的S型活细菌——→小鼠死亡——→S型活细菌—
培养
——→S型活细菌
分析
①组结果说明R型活细菌无毒性
② 组结果说明S型活细菌有毒性
③组结果说明加热杀死的S型活细菌已失活，因而无毒性
④组小鼠死亡，证明有R型无毒细菌已转化为S型有毒细菌。
说明S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质。
结论
④组实验中，已经加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。（主要通过④组实验证明）
3、体外转化实验：
研究人
1944·美国·艾弗里
过
程
·
结
果
分析
S型细菌的DNA使R型细菌发生转化
结论
S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”，即
※①本实验体现了一个完整的科学发现过程，即发现问题→提出假说→实验验证→得出结论。格里菲思的工作相当于前两步，艾弗里的工作相当于后两步。
②体内转化实验与体外转化实验的关系：体内转化实验说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。
③本实验还遵循了实验设计的对照原则，增强了结果的科学性和可信度。例如体内转化实验中，注射R型活细菌与注射S 型活细菌相对照，说明S 型活细菌有毒性；体外转化实验中，各组互为对照，说明只有DNA是遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌实验
实验材料
T2噬菌体、大肠杆菌
过程结果
①标记细菌
细菌+含35S的培养基——→含35S的细菌
细菌+含32P的培养基——→含32P的细菌
②标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌——→含35S的噬菌体
噬菌体+含32P的细菌——→含32P的噬菌体
③噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌——→上清液放射性高，沉淀物放射性很低
含32P的噬菌体+细菌——→上清液放射性低，沉淀物放射性很高
分析
过程③表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌内部
结论
DNA是遗传物质
注：上清液中含有未侵染的T2噬菌体和侵染后的T2噬菌体外壳，沉淀物中含有被感染的细菌。
※①此实验用同位素标记法，巧妙地将噬菌体的和核酸和蛋白质分开，单独地直接地观察两者在遗传上的作用。
②因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；DNA含有蛋白质没有的特殊元素P，所以用32P标记DNA，因为 DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能标记C、H、O、N元素。