生物一轮复习： 第六单元 遗传的分子基础 第17讲 dna是主要的遗传物质

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 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)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。 (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 体内转化实验 体外转化实验 培养细菌 小鼠体内培养 培养基体外培养 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 已经被加热杀死的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 已经被加热杀死的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，而蛋白质等其他物质不是遗传物质

联系 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“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)S型细菌表面光滑，有毒性( √ ) (4)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 ( × ) (5)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 ( × ) (6)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状( × )

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：

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)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。 (5)肺炎双球菌体外转化实验的实验思路是什么？ 提示 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。

命题点一 肺炎双球菌转化实验的拓展变式实验分析 1．科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是( ) A．实验2只出现R型菌落 B．实验1、3均出现R型和S型菌落 C．DNA是转化因子 D．DNA纯度越高转化效率就越高 答案 D 解析 三组实验中，自变量是培养基中加入的酶的种类，实验1中加入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是加热后杀死的S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出现R型和S型菌落，同理推出实验3也出现R型和S型菌落；实验2中加入DNA酶，破坏了S型菌的DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌落；三个实验说明DNA是转化因子；本实验不能得出DNA纯度越高转化效率就越高的结论。 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 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．不能导致小鼠死亡的是A、C、D、E四组 答案 D 解析 A中是加热后杀死的S型细菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型细菌，能使小鼠死亡；C中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型细菌，不能使小鼠死亡；E中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，不能将R型细菌转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；F中是R型细菌＋S型细菌的DNA，能将R型细菌转化成S型细菌，能使小鼠死亡。E 组没有出现S型细菌，F组出现转化的S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，B项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA进行重新组合，进而将R型细菌转化成S型细菌，C项正确；能导致小鼠死亡的是B、C和F组，不能导致小鼠死亡的是A、D、E组，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．(2017·中山模拟)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。下列叙述正确的是( ) A．R型细菌转化成S型细菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变 B．进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点 C．R型细菌转化成S型细菌的过程中，R型细菌发生了染色体变异 D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 答案 B 解析 R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，其中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，依然是占50%，A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，B项正确；原核细胞不含染色体，R型细菌转化成S型细菌的过程中，R型细菌发生了基因重组而不是染色体变异，C项错误；荚膜多糖不属于蛋白质，所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D项错误。 4．(2017·雅安期末)在肺炎双球菌转化实验中，S型细菌有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等多种类型，R型细菌是由Ⅱ型突变产生的。利用加热后杀死的SⅢ型与R型细菌混合培养，出现了S型细菌，有人认为混合培养出现的S型细菌是由R型细菌突变产生的，该实验中出现以下哪种结果时能否定这种说法( ) A．S型细菌全为Ⅱ型 B．S型细菌部分为Ⅲ型 C．S型细菌中三种均有 D．S型细菌全为Ⅲ型 答案 D 解析 加热后杀死的SⅢ型细菌能让R型细菌转化成S型细菌，若S型细菌是R型细菌基因突变产生的，因为基因突变具有不定向性，则可以转化成多种S型细菌，而结果出现的S型细菌均为SⅢ型，这就否定了基因突变的说法。 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 同位素标记法，用35S、32P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 分组 结果 结果分析 对比 实验(相互 对照)

被32P标记的噬菌体＋细菌 上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内 32P—DNA进入了宿主细胞内

被35S标记的噬菌体＋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，留在外面

5.结论：DNA是遗传物质。 6．比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能

处理方法 直接分离：分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养

同位素标记法：分别用同位素35S、32P

标记蛋白质和DNA

检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质

(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等( × ) (2)噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力( √ ) (3)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解( × ) (4)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 ( × ) (5)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中 ( √ ) (6)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( × ) (7)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成( √ )