2021高考复习：生物第六单元 遗传的物质基础
第17-19讲
第17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(Ⅱ)。
考点一 肺炎双球菌转化实验的分析
1．肺炎双球菌类型的比较 特点 类型 S型 R型
2.格里菲思的体内转化实验
菌落 光滑 粗糙 荚膜 有 无 毒性 有 无
(1)实验①、②对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。 (2)实验②、③对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性。 (3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化为S型细菌。 (4)结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有促成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)实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。
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(2)实验③、④说明DNA有转化作用。 4．比较肺炎双球菌体内和体外转化实验 项目 培养 细菌 实验 原则 体内转化实验 小鼠体内培养 体外转化实验 培养基体外培养 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 S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质 实验 已经被加热杀死的S型细菌能使R结果 型细菌转化为S型细菌 实验 已经被加热杀死的S型细菌体内结论 含有某种“转化因子” ①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌； ②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种联系 “转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA； ③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则
1．判断下列关于格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验的叙述
(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”( × ) (2)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律( × )
(3)从格里菲思的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的( × )
(4)从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌( × ) 2．判断下列关于艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验的叙述
(1)艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质( × )
(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化( √ )
(3)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术( √ )
(4)艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论，没有得到科学家的一致公认( √ )
分析肺炎双球菌转化实验
(1)在体内转化实验中，如果没有实验③，能否得出格里菲思的结论？为什么？
提示 不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。
(2)如果由你设计完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？
提示 四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同。
(3)体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：
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①ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。
②bc段R型细菌数量增多的原因是：b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。
③后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。 (4)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？ 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。
(5)肺炎双球菌体外转化实验中，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，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。
命题点一 肺炎双球菌转化实验的分析
1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎双球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌 B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡 C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来 D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫 答案 C
解析 肺炎双球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的小鼠2体内分离出活菌乙，注射④是将分离出的活菌乙注射到鼠4体内，结果是鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡，B错误；在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来，C正确；死菌乙对于实验鼠而言属于抗原，进入实验鼠体内会引起特异性免疫，D错误。 2．(2018·皖南八校联考)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( )
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A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F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，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；F组加入了S型细菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果，B、C项正确；A组经煮沸、D组为R型细菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。
命题点二 肺炎双球菌转化过程及机理的拓展分析
3．(2019·济南模拟)肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述中正确的是( )
A．R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例会改变 B．整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物都是荚膜多糖 C．进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点 D．S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链 答案 C
解析 R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是50%，A项错误；整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物不都是荚膜多糖，B项错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，C项正确；S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成多条相同的肽链，而不是一条，D项错误。
4．S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转化；在特殊条件下离体培养S－Ⅱ型肺炎双球菌可从中分离出R－Ⅱ型菌。格里菲思将加热杀死的S－Ⅲ型菌与R－Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S－Ⅲ型菌；而单独注射加热杀死的S－Ⅲ型菌，小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是( ) A．S－Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌 B．S－Ⅲ型菌是由R－Ⅱ型菌突变形成的 C．R－Ⅱ型菌经过转化形成了S－Ⅲ型菌 D．加热后S－Ⅲ型菌可能未被完全杀死 答案 C
解析 加热杀死的S－Ⅲ型菌与R－Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S－Ⅲ型菌，说明R－Ⅱ型菌经过转化形成了S－Ⅲ型菌；
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而单独注射加热杀死的S－Ⅲ型菌小鼠未死亡，说明加热后S－Ⅲ型菌已被完全杀死。
考点二 噬菌体侵染细菌实验的分析
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 (1)噬菌体的结构
(2)噬菌体的增殖
①模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。
②合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成噬菌体的蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸，场所为大肠杆菌的核糖体。 2．实验方法
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同位素标记法，用S、P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。 3．实验过程 (1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
4．实验结果分析
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