2018年高考生物一轮复习第六单元 第20讲

[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2.格里菲思的体内转化实验过程和结论3.艾弗里的体外转化实验(1)过程与结果(2)结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

1.判断常考语句，澄清易混易错(1)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律(×)(2)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”(×)(3)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(×)(4)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(√)2.分析命题热图，明确答题要点如图为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解，请分析：(1)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。

(2)依据上述实验，可作出DNA是遗传物质的假设。

1.肺炎双球菌两个转化实验的比较2.S型细菌和R型细菌转化的实质(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。

(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。

(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。

命题点一肺炎双球菌体内转化实验分析1.如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是()A.该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则B.a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果C.从d组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而成的D.从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变解析对照原则和单一变量原则是生物实验设计的基本原则，图中的实验是肺炎双球菌的体内转化实验，四组实验的处理方法不同并相互对照，A正确。

a、d两组小鼠是由于感染了S 型活细菌后患败血症死亡的，B错误。

d组小鼠体内出现的S型活细菌是由R型活细菌转化而来的，C错误。

从变异的角度看，细菌的转化属于基因重组，D错误。

2.在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是()答案B解析加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，能使R型细菌转化为S型细菌，由于R型菌转化为S型细菌以及S型细菌在小鼠体内的繁殖，小鼠体内的S型细菌会表现为“S”型增长。

R型细菌在小鼠体内由于开始时大部分被小鼠免疫系统所消灭，导致R型细菌减少，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌也表现出“S”型增长。

命题点二肺炎双球菌的体外转化实验分析3.在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA的实验中，用DNA酶处理从S 型菌中提取的DNA后与R型活菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。

设置本实验步骤的目的是()A.直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化的因素B.补充R型菌生长所需要的营养物质C.证明R型菌生长不需要DNAD.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照解析“用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA”的目的是与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照，说明DNA的水解产物不是“转化因子”，从而证明了DNA 是遗传物质，D项正确。

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：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射到小鼠体内②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射到小鼠体内③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射到小鼠体内④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射到小鼠体内以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A.存活，存活，存活，死亡B.存活，死亡，存活，死亡C.死亡，死亡，存活，存活D.存活，死亡，存活，存活答案D解析对4个实验的分析如下：①中DNA酶能将S型细菌的DNA水解为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸不能引起R型细菌的转化，无S型细菌的形成，小鼠存活；②中DNA酶能水解R型细菌的DNA，但小鼠体内注入了有毒性的S型细菌，小鼠死亡；③中高温处理之后，R型细菌已经死亡，且DNA酶已经失活，注入小鼠体内的只有S型细菌的DNA和R型细菌的DNA，没有活的S型细菌，小鼠存活；④中最终注入小鼠体内的只有S型细菌的DNA和R型细菌的DNA，小鼠存活。

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型细菌的DNA与R型细菌混合培养，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，进而在R型细菌体内控制合成了S型细菌的蛋白质，使之具有相应的毒性，因而导致小鼠死亡。

考点二噬菌体侵染细菌实验的分析1.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。

2.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构(2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。

3.实验过程(1)标记噬菌体(2)侵染细菌4.实验结果分析5.结论：DNA 是遗传物质。

1.判断常考语句，澄清易混易错(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( √ )2.分析命题热图，明确答题要点1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA 在侵染细菌过程中的功能，搅拌离心后的实验数据如图所示，请分析：(1)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解。

(2)细胞外的32P 含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。

1.噬菌体增殖的条件 (1)场所：大肠杆菌。

(2)蛋白质的合成⎩⎪⎨⎪⎧原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌的核糖体(3)DNA 的合成⎩⎪⎨⎪⎧原料：大肠杆菌的四种脱氧核苷酸模板：噬菌体的DNA2.噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

(2)不能标记C、H、O、N，因这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质区分开。

(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时，只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

3.噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较命题点一分析噬菌体侵染细菌实验的标记问题1.赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。

这项实验获得成功的原因之一是噬菌体()A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C.DNA可用15N放射性同位素标记D.蛋白质可用32P放射性同位素标记答案B解析噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，C项错误；蛋白质的组成元素中一般没有P，D项错误；噬菌体侵染细菌时将DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA 分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。

2.(2017·忻州一中第一次月考)如果用32P、35S、15N标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为()A.可在外壳中找到35S、15NB.可在DNA中找到32P、15NC.可在外壳中找到32P、15ND.可在DNA中找到32P、35S、15N答案B解析用32P、35S、15N标记后，亲代噬菌体的DNA中含有32P、15N，蛋白质外壳中含有35S、15N。

噬菌体侵染细菌过程中，噬菌体外壳留在外面，DNA进入细菌中。

子代噬菌体的蛋白质外壳完全由细菌体内的氨基酸为原料合成，无放射性，A、C错误；子代噬菌体的DNA 只有一部分含有亲代链(含32P、15N)，B正确；DNA中不含有S元素，D错误。

“二看法”判断子代噬菌体标记情况命题点二噬菌体侵染细菌的实验分析3.(2016·武汉新起点调考)下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法，错误的是()A.赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术B.用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体C.噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用D.用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高答案B解析噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体，B错误。

4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心，检测上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。

上清液带有放射性的原因可能是()A.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中答案C解析噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A项错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B项错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C项正确、D项错误。

噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌①培养时间短⇒部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞⇒离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。

②培养时间过长⇒噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖⇒大肠杆菌裂解死亡，释放出子代噬菌体⇒离心后噬菌体将分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。

(2)搅拌后离心，将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离①搅拌不充分⇒留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中⇒35S标记的一组沉淀物中放射性也较高。

②搅拌过于剧烈⇒大肠杆菌细胞被破坏⇒释放出其中的子代噬菌体⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。